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                         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                         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, NULL);
 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 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 716
 717 /**
 718  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 719  * @bdev: The device to write the page to
 720  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 721  * @page: The page to write
 722  * @wbc: The writeback_control for the write
 723  *
 724  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 725  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 726  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 727  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 728  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 729  *
 730  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 731  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 732  * than propagate an error back up the stack.
 733  *
 734  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 735  */
 736 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 737                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 738 {
 739         int result;
 740         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 741
 742         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 743                 return -EOPNOTSUPP;
 744         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 745         if (result)
 746                 return result;
 747
 748         set_page_writeback(page);
 749         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 750                               REQ_OP_WRITE);
 751         if (result) {
 752                 end_page_writeback(page);
 753         } else {
 754                 clean_page_buffers(page);
 755                 unlock_page(page);
 756         }
 757         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 758         return result;
 759 }
 760 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 761
 762 /*
 763  * pseudo-fs
 764  */
 765
 766 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 767 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 768
 769 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 770 {
 771         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 772         if (!ei)
 773                 return NULL;
 774         return &ei->vfs_inode;
 775 }
 776
 777 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 778 {
 779         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 780 }
 781
 782 static void init_once(void *foo)
 783 {
 784         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 785         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 786
 787         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 788         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 789         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 790 #ifdef CONFIG_SYSFS
 791         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 792 #endif
 793         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 794         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 795         /* Initialize mutex for freeze. */
 796         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 797 }
 798
 799 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 800 {
 801         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 802         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 803         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 804         clear_inode(inode);
 805         spin_lock(&bdev_lock);
 806         list_del_init(&bdev->bd_list);
 807         spin_unlock(&bdev_lock);
 808         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 809         inode_detach_wb(inode);
 810         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 811                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 812                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 813         }
 814 }
 815
 816 static const struct super_operations bdev_sops = {
 817         .statfs = simple_statfs,
 818         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 819         .free_inode = bdev_free_inode,
 820         .drop_inode = generic_delete_inode,
 821         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 822 };
 823
 824 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 825 {
 826         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 827         if (!ctx)
 828                 return -ENOMEM;
 829         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 830         ctx->ops = &bdev_sops;
 831         return 0;
 832 }
 833
 834 static struct file_system_type bd_type = {
 835         .name           = "bdev",
 836         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 837         .kill_sb        = kill_anon_super,
 838 };
 839
 840 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 841 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 842
 843 void __init bdev_cache_init(void)
 844 {
 845         int err;
 846         static struct vfsmount *bd_mnt;
 847
 848         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 849                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 850                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 851                         init_once);
 852         err = register_filesystem(&bd_type);
 853         if (err)
 854                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 855         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 856         if (IS_ERR(bd_mnt))
 857                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 858         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 859 }
 860
 861 /*
 862  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 863  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 864  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 865  */
 866 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 867 {
 868         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 869 }
 870
 871 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 872 {
 873         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 874 }
 875
 876 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 877 {
 878         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 879         return 0;
 880 }
 881
 882 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 883
 884 /*
 885  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 886  * as soon as last inode reference is dropped.
 887  */
 888 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 889 {
 890         struct inode *inode;
 891
 892         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 893         if (inode) {
 894                 remove_inode_hash(inode);
 895                 iput(inode);
 896         }
 897 }
 898
 899 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 900 {
 901         struct block_device *bdev;
 902         struct inode *inode;
 903
 904         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 905                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 906
 907         if (!inode)
 908                 return NULL;
 909
 910         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 911
 912         if (inode->i_state & I_NEW) {
 913                 bdev->bd_contains = NULL;
 914                 bdev->bd_super = NULL;
 915                 bdev->bd_inode = inode;
 916                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 917                 bdev->bd_part_count = 0;
 918                 bdev->bd_invalidated = 0;
 919                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 920                 inode->i_rdev = dev;
 921                 inode->i_bdev = bdev;
 922                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 923                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 924                 spin_lock(&bdev_lock);
 925                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 926                 spin_unlock(&bdev_lock);
 927                 unlock_new_inode(inode);
 928         }
 929         return bdev;
 930 }
 931
 932 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 933
 934 /**
 935  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 936  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 937  */
 938 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 939 {
 940         ihold(bdev->bd_inode);
 941         return bdev;
 942 }
 943 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 944
 945 long nr_blockdev_pages(void)
 946 {
 947         struct block_device *bdev;
 948         long ret = 0;
 949         spin_lock(&bdev_lock);
 950         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 951                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 952         }
 953         spin_unlock(&bdev_lock);
 954         return ret;
 955 }
 956
 957 void bdput(struct block_device *bdev)
 958 {
 959         iput(bdev->bd_inode);
 960 }
 961
 962 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 963
 964 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 965 {
 966         struct block_device *bdev;
 967
 968         spin_lock(&bdev_lock);
 969         bdev = inode->i_bdev;
 970         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 971                 bdgrab(bdev);
 972                 spin_unlock(&bdev_lock);
 973                 return bdev;
 974         }
 975         spin_unlock(&bdev_lock);
 976
 977         /*
 978          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 979          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 980          * up block device inode again just in case new device got
 981          * reestablished under the same device number.
 982          */
 983         if (bdev)
 984                 bd_forget(inode);
 985
 986         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 987         if (bdev) {
 988                 spin_lock(&bdev_lock);
 989                 if (!inode->i_bdev) {
 990                         /*
 991                          * We take an additional reference to bd_inode,
 992                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 993                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 994                          * without igrab().
 995                          */
 996                         bdgrab(bdev);
 997                         inode->i_bdev = bdev;
 998                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 999                 }
1000                 spin_unlock(&bdev_lock);
1001         }
1002         return bdev;
1003 }
1004
1005 /* Call when you free inode */
1006
1007 void bd_forget(struct inode *inode)
1008 {
1009         struct block_device *bdev = NULL;
1010
1011         spin_lock(&bdev_lock);
1012         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1013                 bdev = inode->i_bdev;
1014         inode->i_bdev = NULL;
1015         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1016         spin_unlock(&bdev_lock);
1017
1018         if (bdev)
1019                 bdput(bdev);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1024  * @bdev: block device of interest
1025  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1026  * @holder: holder trying to claim @bdev
1027  *
1028  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1029  *
1030  * CONTEXT:
1031  * spin_lock(&bdev_lock).
1032  *
1033  * RETURNS:
1034  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1035  */
1036 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1037                          void *holder)
1038 {
1039         if (bdev->bd_holder == holder)
1040                 return true;     /* already a holder */
1041         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1042                 return false;    /* held by someone else */
1043         else if (whole == bdev)
1044                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1045
1046         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1047                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1048         else if (whole->bd_holder != NULL)
1049                 return false;    /* is a partition of a held device */
1050         else
1051                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1052 }
1053
1054 /**
1055  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1056  * @bdev: block device of interest
1057  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1058  * @holder: holder trying to claim @bdev
1059  *
1060  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1061  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1062  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1063  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1064  *
1065  * CONTEXT:
1066  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1067  * it multiple times.
1068  *
1069  * RETURNS:
1070  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1071  */
1072 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1073                                struct block_device *whole, void *holder)
1074 {
1075 retry:
1076         /* if someone else claimed, fail */
1077         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1078                 return -EBUSY;
1079
1080         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1081         if (whole->bd_claiming) {
1082                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1083                 DEFINE_WAIT(wait);
1084
1085                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1086                 spin_unlock(&bdev_lock);
1087                 schedule();
1088                 finish_wait(wq, &wait);
1089                 spin_lock(&bdev_lock);
1090                 goto retry;
1091         }
1092
1093         /* yay, all mine */
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1098 {
1099         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1100
1101         if (!disk)
1102                 return NULL;
1103         /*
1104          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1105          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1106          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1107          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1108          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1109          * which is bad.
1110          */
1111         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1112                 put_disk_and_module(disk);
1113                 return NULL;
1114         }
1115         return disk;
1116 }
1117
1118 /**
1119  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1120  * @bdev: block device of interest
1121  * @holder: holder trying to claim @bdev
1122  *
1123  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1124  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1125  * successful call to this function must be matched with a call to
1126  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1127  * fail).
1128  *
1129  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1130  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1131  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1132  * access but may subsequently fail.
1133  *
1134  * CONTEXT:
1135  * Might sleep.
1136  *
1137  * RETURNS:
1138  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1139  * value on failure.
1140  */
1141 struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1142 {
1143         struct gendisk *disk;
1144         struct block_device *whole;
1145         int partno, err;
1146
1147         might_sleep();
1148
1149         /*
1150          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1151          * and grab the outer block device the hard way.
1152          */
1153         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1154         if (!disk)
1155                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1156
1157         /*
1158          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1159          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1160          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1161          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1162          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1163          * way.
1164          */
1165         if (partno)
1166                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1167         else
1168                 whole = bdgrab(bdev);
1169
1170         put_disk_and_module(disk);
1171         if (!whole)
1172                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1173
1174         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1175         spin_lock(&bdev_lock);
1176
1177         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1178         if (err == 0) {
1179                 whole->bd_claiming = holder;
1180                 spin_unlock(&bdev_lock);
1181                 return whole;
1182         } else {
1183                 spin_unlock(&bdev_lock);
1184                 bdput(whole);
1185                 return ERR_PTR(err);
1186         }
1187 }
1188 EXPORT_SYMBOL(bd_start_claiming);
1189
1190 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1191 {
1192         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1193         /* tell others that we're done */
1194         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1195         whole->bd_claiming = NULL;
1196         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1197 }
1198
1199 /**
1200  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1201  * @bdev: block device of interest
1202  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1203  * @holder: holder that has claimed @bdev
1204  *
1205  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1206  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1207  */
1208 void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1209                         void *holder)
1210 {
1211         spin_lock(&bdev_lock);
1212         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1213         /*
1214          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1215          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1216          */
1217         whole->bd_holders++;
1218         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1219         bdev->bd_holders++;
1220         bdev->bd_holder = holder;
1221         bd_clear_claiming(whole, holder);
1222         spin_unlock(&bdev_lock);
1223 }
1224 EXPORT_SYMBOL(bd_finish_claiming);
1225
1226 /**
1227  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1228  * @bdev: block device of interest
1229  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1230  * @holder: holder that has claimed @bdev
1231  *
1232  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1233  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1234  * to block other exclusive openers for a while.
1235  */
1236 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1237                        void *holder)
1238 {
1239         spin_lock(&bdev_lock);
1240         bd_clear_claiming(whole, holder);
1241         spin_unlock(&bdev_lock);
1242 }
1243 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1244
1245 #ifdef CONFIG_SYSFS
1246 struct bd_holder_disk {
1247         struct list_head        list;
1248         struct gendisk          *disk;
1249         int                     refcnt;
1250 };
1251
1252 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1253                                                   struct gendisk *disk)
1254 {
1255         struct bd_holder_disk *holder;
1256
1257         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1258                 if (holder->disk == disk)
1259                         return holder;
1260         return NULL;
1261 }
1262
1263 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1264 {
1265         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1266 }
1267
1268 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1269 {
1270         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1271 }
1272
1273 /**
1274  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1275  * @bdev: the claimed slave bdev
1276  * @disk: the holding disk
1277  *
1278  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1279  *
1280  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1281  *
1282  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1283  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1284  *
1285  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1286  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1287  *
1288  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1289  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1290  *
1291  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1292  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1293  * lifetime of these symlinks.
1294  *
1295  * CONTEXT:
1296  * Might sleep.
1297  *
1298  * RETURNS:
1299  * 0 on success, -errno on failure.
1300  */
1301 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1302 {
1303         struct bd_holder_disk *holder;
1304         int ret = 0;
1305
1306         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1307
1308         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1309
1310         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1311         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1312                 goto out_unlock;
1313
1314         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1315         if (holder) {
1316                 holder->refcnt++;
1317                 goto out_unlock;
1318         }
1319
1320         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1321         if (!holder) {
1322                 ret = -ENOMEM;
1323                 goto out_unlock;
1324         }
1325
1326         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1327         holder->disk = disk;
1328         holder->refcnt = 1;
1329
1330         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1331         if (ret)
1332                 goto out_free;
1333
1334         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1335         if (ret)
1336                 goto out_del;
1337         /*
1338          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1339          * the holder directory.  Hold on to it.
1340          */
1341         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1342
1343         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1344         goto out_unlock;
1345
1346 out_del:
1347         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1348 out_free:
1349         kfree(holder);
1350 out_unlock:
1351         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1352         return ret;
1353 }
1354 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1355
1356 /**
1357  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1358  * @bdev: the calimed slave bdev
1359  * @disk: the holding disk
1360  *
1361  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1362  *
1363  * CONTEXT:
1364  * Might sleep.
1365  */
1366 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1367 {
1368         struct bd_holder_disk *holder;
1369
1370         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1371
1372         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1373
1374         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1375                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1376                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1377                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1378                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1379                 list_del_init(&holder->list);
1380                 kfree(holder);
1381         }
1382
1383         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1384 }
1385 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1386 #endif
1387
1388 /**
1389  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1390  *
1391  * @bdev:      struct block device to be flushed
1392  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1393  *
1394  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1395  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1396  * resize.
1397  */
1398 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1399 {
1400         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1401                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1402                        "resized disk %s\n",
1403                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1404         }
1405         bdev->bd_invalidated = 1;
1406 }
1407
1408 /**
1409  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1410  * @disk: struct gendisk to check
1411  * @bdev: struct bdev to adjust.
1412  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1413  *
1414  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1415  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1416  * are freed.
1417  */
1418 static void check_disk_size_change(struct gendisk *disk,
1419                 struct block_device *bdev, bool verbose)
1420 {
1421         loff_t disk_size, bdev_size;
1422
1423         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1424         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1425         if (disk_size != bdev_size) {
1426                 if (verbose) {
1427                         printk(KERN_INFO
1428                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1429                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1430                 }
1431                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1432                 if (bdev_size > disk_size)
1433                         flush_disk(bdev, false);
1434         }
1435         bdev->bd_invalidated = 0;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1440  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1441  *
1442  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1443  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1444  * for all revalidate_disk operations.
1445  */
1446 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1447 {
1448         int ret = 0;
1449
1450         if (disk->fops->revalidate_disk)
1451                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1452
1453         /*
1454          * Hidden disks don't have associated bdev so there's no point in
1455          * revalidating it.
1456          */
1457         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)) {
1458                 struct block_device *bdev = bdget_disk(disk, 0);
1459
1460                 if (!bdev)
1461                         return ret;
1462
1463                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1464                 check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1465                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1466                 bdput(bdev);
1467         }
1468         return ret;
1469 }
1470 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1471
1472 /*
1473  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1474  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1475  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1476  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1477  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1478  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1479  * to lose :-)
1480  */
1481 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1482 {
1483         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1484         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1485         unsigned int events;
1486
1487         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1488                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1489         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1490                 return 0;
1491
1492         flush_disk(bdev, true);
1493         if (bdops->revalidate_disk)
1494                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1495         return 1;
1496 }
1497
1498 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1499
1500 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1501 {
1502         inode_lock(bdev->bd_inode);
1503         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1504         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1505 }
1506 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1507
1508 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1509
1510 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1511 {
1512         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1513         int ret;
1514
1515         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1516
1517 rescan:
1518         ret = blk_drop_partitions(disk, bdev);
1519         if (ret)
1520                 return ret;
1521
1522         /*
1523          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1524          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1525          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1526          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1527          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1528          * userspace for this particular setup.
1529          */
1530         if (invalidate) {
1531                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1532                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1533                         set_capacity(disk, 0);
1534         } else {
1535                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1536                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1537         }
1538
1539         check_disk_size_change(disk, bdev, !invalidate);
1540
1541         if (get_capacity(disk)) {
1542                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1543                 if (ret == -EAGAIN)
1544                         goto rescan;
1545         } else if (invalidate) {
1546                 /*
1547                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1548                  * changed.
1549                  */
1550                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1551         }
1552
1553         return ret;
1554 }
1555 /*
1556  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1557  * code!
1558  */
1559 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1560
1561 /*
1562  * bd_mutex locking:
1563  *
1564  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1565  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1566  */
1567
1568 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1569 {
1570         struct gendisk *disk;
1571         int ret;
1572         int partno;
1573         int perm = 0;
1574         bool first_open = false;
1575
1576         if (mode & FMODE_READ)
1577                 perm |= MAY_READ;
1578         if (mode & FMODE_WRITE)
1579                 perm |= MAY_WRITE;
1580         /*
1581          * hooks: /n/, see "layering violations".
1582          */
1583         if (!for_part) {
1584                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1585                 if (ret != 0) {
1586                         bdput(bdev);
1587                         return ret;
1588                 }
1589         }
1590
1591  restart:
1592
1593         ret = -ENXIO;
1594         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1595         if (!disk)
1596                 goto out;
1597
1598         disk_block_events(disk);
1599         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1600         if (!bdev->bd_openers) {
1601                 first_open = true;
1602                 bdev->bd_disk = disk;
1603                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1604                 bdev->bd_contains = bdev;
1605                 bdev->bd_partno = partno;
1606
1607                 if (!partno) {
1608                         ret = -ENXIO;
1609                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1610                         if (!bdev->bd_part)
1611                                 goto out_clear;
1612
1613                         ret = 0;
1614                         if (disk->fops->open) {
1615                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1616                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1617                                         /* Lost a race with 'disk' being
1618                                          * deleted, try again.
1619                                          * See md.c
1620                                          */
1621                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1622                                         bdev->bd_part = NULL;
1623                                         bdev->bd_disk = NULL;
1624                                         bdev->bd_queue = NULL;
1625                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1626                                         disk_unblock_events(disk);
1627                                         put_disk_and_module(disk);
1628                                         goto restart;
1629                                 }
1630                         }
1631
1632                         if (!ret) {
1633                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1634                                 set_init_blocksize(bdev);
1635                         }
1636
1637                         /*
1638                          * If the device is invalidated, rescan partition
1639                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1640                          * The latter is necessary to prevent ghost
1641                          * partitions on a removed medium.
1642                          */
1643                         if (bdev->bd_invalidated &&
1644                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1645                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1646
1647                         if (ret)
1648                                 goto out_clear;
1649                 } else {
1650                         struct block_device *whole;
1651                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1652                         ret = -ENOMEM;
1653                         if (!whole)
1654                                 goto out_clear;
1655                         BUG_ON(for_part);
1656                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1657                         if (ret)
1658                                 goto out_clear;
1659                         bdev->bd_contains = whole;
1660                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1661                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1662                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1663                                 ret = -ENXIO;
1664                                 goto out_clear;
1665                         }
1666                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1667                         set_init_blocksize(bdev);
1668                 }
1669
1670                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1671                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1672         } else {
1673                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1674                         ret = 0;
1675                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1676                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1677                         /* the same as first opener case, read comment there */
1678                         if (bdev->bd_invalidated &&
1679                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1680                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1681                         if (ret)
1682                                 goto out_unlock_bdev;
1683                 }
1684         }
1685         bdev->bd_openers++;
1686         if (for_part)
1687                 bdev->bd_part_count++;
1688         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1689         disk_unblock_events(disk);
1690         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1691         if (!first_open)
1692                 put_disk_and_module(disk);
1693         return 0;
1694
1695  out_clear:
1696         disk_put_part(bdev->bd_part);
1697         bdev->bd_disk = NULL;
1698         bdev->bd_part = NULL;
1699         bdev->bd_queue = NULL;
1700         if (bdev != bdev->bd_contains)
1701                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1702         bdev->bd_contains = NULL;
1703  out_unlock_bdev:
1704         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1705         disk_unblock_events(disk);
1706         put_disk_and_module(disk);
1707  out:
1708         bdput(bdev);
1709
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 /**
1714  * blkdev_get - open a block device
1715  * @bdev: block_device to open
1716  * @mode: FMODE_* mask
1717  * @holder: exclusive holder identifier
1718  *
1719  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1720  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1721  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1722  *
1723  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1724  * @bdev is put.
1725  *
1726  * CONTEXT:
1727  * Might sleep.
1728  *
1729  * RETURNS:
1730  * 0 on success, -errno on failure.
1731  */
1732 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1733 {
1734         struct block_device *whole = NULL;
1735         int res;
1736
1737         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1738
1739         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1740                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1741                 if (IS_ERR(whole)) {
1742                         bdput(bdev);
1743                         return PTR_ERR(whole);
1744                 }
1745         }
1746
1747         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1748
1749         if (whole) {
1750                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1751
1752                 /* finish claiming */
1753                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1754                 if (!res)
1755                         bd_finish_claiming(bdev, whole, holder);
1756                 else
1757                         bd_abort_claiming(bdev, whole, holder);
1758                 /*
1759                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1760                  * write holder makes the write_holder state stick until
1761                  * all are released.  This is good enough and tracking
1762                  * individual writeable reference is too fragile given the
1763                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1764                  */
1765                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1766                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1767                         bdev->bd_write_holder = true;
1768                         disk_block_events(disk);
1769                 }
1770
1771                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1772                 bdput(whole);
1773         }
1774
1775         return res;
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1778
1779 /**
1780  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1781  * @path: path to the block device to open
1782  * @mode: FMODE_* mask
1783  * @holder: exclusive holder identifier
1784  *
1785  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1786  * and @holder are identical to blkdev_get().
1787  *
1788  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1789  *
1790  * CONTEXT:
1791  * Might sleep.
1792  *
1793  * RETURNS:
1794  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1795  */
1796 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1797                                         void *holder)
1798 {
1799         struct block_device *bdev;
1800         int err;
1801
1802         bdev = lookup_bdev(path);
1803         if (IS_ERR(bdev))
1804                 return bdev;
1805
1806         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1807         if (err)
1808                 return ERR_PTR(err);
1809
1810         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1811                 blkdev_put(bdev, mode);
1812                 return ERR_PTR(-EACCES);
1813         }
1814
1815         return bdev;
1816 }
1817 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1818
1819 /**
1820  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1821  * @dev: device number of block device to open
1822  * @mode: FMODE_* mask
1823  * @holder: exclusive holder identifier
1824  *
1825  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1826  * @holder are identical to blkdev_get().
1827  *
1828  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1829  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1830  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1831  * ever need it - reconsider your API.
1832  *
1833  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1834  *
1835  * CONTEXT:
1836  * Might sleep.
1837  *
1838  * RETURNS:
1839  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1840  */
1841 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1842 {
1843         struct block_device *bdev;
1844         int err;
1845
1846         bdev = bdget(dev);
1847         if (!bdev)
1848                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1849
1850         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1851         if (err)
1852                 return ERR_PTR(err);
1853
1854         return bdev;
1855 }
1856 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1857
1858 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1859 {
1860         struct block_device *bdev;
1861
1862         /*
1863          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1864          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1865          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1866          * during an unstable branch.
1867          */
1868         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1869
1870         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1871
1872         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1873                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1874         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1875                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1876         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1877                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1878
1879         bdev = bd_acquire(inode);
1880         if (bdev == NULL)
1881                 return -ENOMEM;
1882
1883         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1884         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1885
1886         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1887 }
1888
1889 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1890 {
1891         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1892         struct block_device *victim = NULL;
1893
1894         /*
1895          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1896          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1897          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1898          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1899          * syncs while holding the mutex.
1900          */
1901         if (bdev->bd_openers == 1)
1902                 sync_blockdev(bdev);
1903
1904         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1905         if (for_part)
1906                 bdev->bd_part_count--;
1907
1908         if (!--bdev->bd_openers) {
1909                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1910                 sync_blockdev(bdev);
1911                 kill_bdev(bdev);
1912
1913                 bdev_write_inode(bdev);
1914         }
1915         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1916                 if (disk->fops->release)
1917                         disk->fops->release(disk, mode);
1918         }
1919         if (!bdev->bd_openers) {
1920                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1921                 bdev->bd_part = NULL;
1922                 bdev->bd_disk = NULL;
1923                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1924                         victim = bdev->bd_contains;
1925                 bdev->bd_contains = NULL;
1926
1927                 put_disk_and_module(disk);
1928         }
1929         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1930         bdput(bdev);
1931         if (victim)
1932                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1933 }
1934
1935 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1936 {
1937         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1938
1939         if (mode & FMODE_EXCL) {
1940                 bool bdev_free;
1941
1942                 /*
1943                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1944                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1945                  * synchronize disk_holder unlinking.
1946                  */
1947                 spin_lock(&bdev_lock);
1948
1949                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1950                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1951
1952                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1953                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1954                         bdev->bd_holder = NULL;
1955                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1956                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1957
1958                 spin_unlock(&bdev_lock);
1959
1960                 /*
1961                  * If this was the last claim, remove holder link and
1962                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1963                  */
1964                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1965                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1966                         bdev->bd_write_holder = false;
1967                 }
1968         }
1969
1970         /*
1971          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1972          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1973          * from userland - e.g. eject(1).
1974          */
1975         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1976
1977         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1978
1979         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1980 }
1981 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1982
1983 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1984 {
1985         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1986         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1987         return 0;
1988 }
1989
1990 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1991 {
1992         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1993         fmode_t mode = file->f_mode;
1994
1995         /*
1996          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1997          * to updated it before every ioctl.
1998          */
1999         if (file->f_flags & O_NDELAY)
2000                 mode |= FMODE_NDELAY;
2001         else
2002                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
2003
2004         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
2009  * and the raw driver which basically is a fake block device.
2010  *
2011  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
2012  * use.
2013  */
2014 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
2015 {
2016         struct file *file = iocb->ki_filp;
2017         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2018         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2019         struct blk_plug plug;
2020         ssize_t ret;
2021
2022         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
2023                 return -EPERM;
2024
2025         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode))
2026                 return -ETXTBSY;
2027
2028         if (!iov_iter_count(from))
2029                 return 0;
2030
2031         if (iocb->ki_pos >= size)
2032                 return -ENOSPC;
2033
2034         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
2035                 return -EOPNOTSUPP;
2036
2037         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
2038
2039         blk_start_plug(&plug);
2040         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2041         if (ret > 0)
2042                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2043         blk_finish_plug(&plug);
2044         return ret;
2045 }
2046 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2047
2048 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2049 {
2050         struct file *file = iocb->ki_filp;
2051         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2052         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2053         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2054
2055         if (pos >= size)
2056                 return 0;
2057
2058         size -= pos;
2059         iov_iter_truncate(to, size);
2060         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2061 }
2062 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2063
2064 /*
2065  * Try to release a page associated with block device when the system
2066  * is under memory pressure.
2067  */
2068 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2069 {
2070         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2071
2072         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2073                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2074
2075         return try_to_free_buffers(page);
2076 }
2077
2078 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2079                              struct writeback_control *wbc)
2080 {
2081         return generic_writepages(mapping, wbc);
2082 }
2083
2084 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2085         .readpage       = blkdev_readpage,
2086         .readahead      = blkdev_readahead,
2087         .writepage      = blkdev_writepage,
2088         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2089         .write_end      = blkdev_write_end,
2090         .writepages     = blkdev_writepages,
2091         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2092         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2093         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2094         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2095 };
2096
2097 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2098                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2099                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2100
2101 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2102                              loff_t len)
2103 {
2104         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2105         struct address_space *mapping;
2106         loff_t end = start + len - 1;
2107         loff_t isize;
2108         int error;
2109
2110         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2111         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2112                 return -EOPNOTSUPP;
2113
2114         /* Don't go off the end of the device. */
2115         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2116         if (start >= isize)
2117                 return -EINVAL;
2118         if (end >= isize) {
2119                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2120                         len = isize - start;
2121                         end = start + len - 1;
2122                 } else
2123                         return -EINVAL;
2124         }
2125
2126         /*
2127          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2128          */
2129         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2130                 return -EINVAL;
2131
2132         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2133         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2134         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2135
2136         switch (mode) {
2137         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2138         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2139                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2140                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2141                 break;
2142         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2143                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2144                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2145                 break;
2146         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2147                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2148                                              GFP_KERNEL, 0);
2149                 break;
2150         default:
2151                 return -EOPNOTSUPP;
2152         }
2153         if (error)
2154                 return error;
2155
2156         /*
2157          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2158          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2159          * inclusive, so the rounding here is safe.
2160          */
2161         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2162                                              start >> PAGE_SHIFT,
2163                                              end >> PAGE_SHIFT);
2164 }
2165
2166 const struct file_operations def_blk_fops = {
2167         .open           = blkdev_open,
2168         .release        = blkdev_close,
2169         .llseek         = block_llseek,
2170         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2171         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2172         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2173         .mmap           = generic_file_mmap,
2174         .fsync          = blkdev_fsync,
2175         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2176 #ifdef CONFIG_COMPAT
2177         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2178 #endif
2179         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2180         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2181         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2182 };
2183
2184 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2185 {
2186         int res;
2187         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2188         set_fs(KERNEL_DS);
2189         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2190         set_fs(old_fs);
2191         return res;
2192 }
2193
2194 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2195
2196 /**
2197  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2198  * @pathname:   special file representing the block device
2199  *
2200  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2201  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2202  * otherwise.
2203  */
2204 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2205 {
2206         struct block_device *bdev;
2207         struct inode *inode;
2208         struct path path;
2209         int error;
2210
2211         if (!pathname || !*pathname)
2212                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2213
2214         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2215         if (error)
2216                 return ERR_PTR(error);
2217
2218         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2219         error = -ENOTBLK;
2220         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2221                 goto fail;
2222         error = -EACCES;
2223         if (!may_open_dev(&path))
2224                 goto fail;
2225         error = -ENOMEM;
2226         bdev = bd_acquire(inode);
2227         if (!bdev)
2228                 goto fail;
2229 out:
2230         path_put(&path);
2231         return bdev;
2232 fail:
2233         bdev = ERR_PTR(error);
2234         goto out;
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2237
2238 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2239 {
2240         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2241         int res = 0;
2242
2243         if (sb) {
2244                 /*
2245                  * no need to lock the super, get_super holds the
2246                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2247                  * under us (->put_super runs with the write lock
2248                  * hold).
2249                  */
2250                 shrink_dcache_sb(sb);
2251                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2252                 drop_super(sb);
2253         }
2254         invalidate_bdev(bdev);
2255         return res;
2256 }
2257 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2258
2259 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2260 {
2261         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2262
2263         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2264         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2265                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2266                 struct block_device *bdev;
2267
2268                 spin_lock(&inode->i_lock);
2269                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2270                     mapping->nrpages == 0) {
2271                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2272                         continue;
2273                 }
2274                 __iget(inode);
2275                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2276                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2277                 /*
2278                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2279                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2280                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2281                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2282                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2283                  * later.
2284                  */
2285                 iput(old_inode);
2286                 old_inode = inode;
2287                 bdev = I_BDEV(inode);
2288
2289                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2290                 if (bdev->bd_openers)
2291                         func(bdev, arg);
2292                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2293
2294                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2295         }
2296         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2297         iput(old_inode);
2298 }