fs/block_dev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   4  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   5  *  Copyright (C) 2016 - 2020 Christoph Hellwig
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/swap.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/writeback.h>
  25 #include <linux/mpage.h>
  26 #include <linux/mount.h>
  27 #include <linux/pseudo_fs.h>
  28 #include <linux/uio.h>
  29 #include <linux/namei.h>
  30 #include <linux/log2.h>
  31 #include <linux/cleancache.h>
  32 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  33 #include <linux/falloc.h>
  34 #include <linux/part_stat.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <linux/suspend.h>
  37 #include "internal.h"
  38 #include "../block/blk.h"
  39
  40 struct bdev_inode {
  41         struct block_device bdev;
  42         struct inode vfs_inode;
  43 };
  44
  45 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  46
  47 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  48 {
  49         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  50 }
  51
  52 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  53 {
  54         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  55 }
  56 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  57
  58 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  59 {
  60         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  61         int ret;
  62
  63         spin_lock(&inode->i_lock);
  64         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  65                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  66                 ret = write_inode_now(inode, true);
  67                 if (ret) {
  68                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  69                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  70                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  71                                             bdevname(bdev, name), ret);
  72                 }
  73                 spin_lock(&inode->i_lock);
  74         }
  75         spin_unlock(&inode->i_lock);
  76 }
  77
  78 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  79 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  80 {
  81         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  82
  83         if (mapping_empty(mapping))
  84                 return;
  85
  86         invalidate_bh_lrus();
  87         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  88 }
  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 /*
 108  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
 109  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
 110  */
 111 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 112                         loff_t lstart, loff_t lend)
 113 {
 114         /*
 115          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
 116          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
 117          * under live filesystem.
 118          */
 119         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
 120                 int err = bd_prepare_to_claim(bdev, truncate_bdev_range);
 121                 if (err)
 122                         goto invalidate;
 123         }
 124
 125         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
 126         if (!(mode & FMODE_EXCL))
 127                 bd_abort_claiming(bdev, truncate_bdev_range);
 128         return 0;
 129
 130 invalidate:
 131         /*
 132          * Someone else has handle exclusively open. Try invalidating instead.
 133          * The 'end' argument is inclusive so the rounding is safe.
 134          */
 135         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 136                                              lstart >> PAGE_SHIFT,
 137                                              lend >> PAGE_SHIFT);
 138 }
 139
 140 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 141 {
 142         unsigned int bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 143         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 144
 145         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 146                 if (size & bsize)
 147                         break;
 148                 bsize <<= 1;
 149         }
 150         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 151 }
 152
 153 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 154 {
 155         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 156         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 157                 return -EINVAL;
 158
 159         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 160         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 161                 return -EINVAL;
 162
 163         /* Don't change the size if it is same as current */
 164         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
 165                 sync_blockdev(bdev);
 166                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 167                 kill_bdev(bdev);
 168         }
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 173
 174 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 175 {
 176         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 177                 return 0;
 178         /* If we get here, we know size is power of two
 179          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 180         sb->s_blocksize = size;
 181         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 182         return sb->s_blocksize;
 183 }
 184
 185 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 186
 187 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 188 {
 189         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 190         if (size < minsize)
 191                 size = minsize;
 192         return sb_set_blocksize(sb, size);
 193 }
 194
 195 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 196
 197 static int
 198 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 199                 struct buffer_head *bh, int create)
 200 {
 201         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 202         bh->b_blocknr = iblock;
 203         set_buffer_mapped(bh);
 204         return 0;
 205 }
 206
 207 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 208 {
 209         return file->f_mapping->host;
 210 }
 211
 212 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 213 {
 214         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 215
 216         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 217         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 218                 op |= REQ_FUA;
 219         return op;
 220 }
 221
 222 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 223
 224 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 225 {
 226         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 227
 228         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 229         blk_wake_io_task(waiter);
 230 }
 231
 232 static ssize_t
 233 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 234                 unsigned int nr_pages)
 235 {
 236         struct file *file = iocb->ki_filp;
 237         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 238         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
 239         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 240         bool should_dirty = false;
 241         struct bio bio;
 242         ssize_t ret;
 243         blk_qc_t qc;
 244
 245         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 246             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 247                 return -EINVAL;
 248
 249         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 250                 vecs = inline_vecs;
 251         else {
 252                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 253                                      GFP_KERNEL);
 254                 if (!vecs)
 255                         return -ENOMEM;
 256         }
 257
 258         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 259         bio_set_dev(&bio, bdev);
 260         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 261         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 262         bio.bi_private = current;
 263         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 264         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 265
 266         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 267         if (unlikely(ret))
 268                 goto out;
 269         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 270
 271         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 272                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 273                 if (iter_is_iovec(iter))
 274                         should_dirty = true;
 275         } else {
 276                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 277                 task_io_account_write(ret);
 278         }
 279         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 280                 bio.bi_opf |= REQ_NOWAIT;
 281         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 282                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 283
 284         qc = submit_bio(&bio);
 285         for (;;) {
 286                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 287                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 288                         break;
 289                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 290                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 291                         blk_io_schedule();
 292         }
 293         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 294
 295         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
 296         if (unlikely(bio.bi_status))
 297                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 298
 299 out:
 300         if (vecs != inline_vecs)
 301                 kfree(vecs);
 302
 303         bio_uninit(&bio);
 304
 305         return ret;
 306 }
 307
 308 struct blkdev_dio {
 309         union {
 310                 struct kiocb            *iocb;
 311                 struct task_struct      *waiter;
 312         };
 313         size_t                  size;
 314         atomic_t                ref;
 315         bool                    multi_bio : 1;
 316         bool                    should_dirty : 1;
 317         bool                    is_sync : 1;
 318         struct bio              bio;
 319 };
 320
 321 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 322
 323 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 324 {
 325         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 326         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 327
 328         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 329 }
 330
 331 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 332 {
 333         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 334         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 335
 336         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 337                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 338
 339         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 340                 if (!dio->is_sync) {
 341                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 342                         ssize_t ret;
 343
 344                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 345                                 ret = dio->size;
 346                                 iocb->ki_pos += ret;
 347                         } else {
 348                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 349                         }
 350
 351                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 352                         if (dio->multi_bio)
 353                                 bio_put(&dio->bio);
 354                 } else {
 355                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 356
 357                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 358                         blk_wake_io_task(waiter);
 359                 }
 360         }
 361
 362         if (should_dirty) {
 363                 bio_check_pages_dirty(bio);
 364         } else {
 365                 bio_release_pages(bio, false);
 366                 bio_put(bio);
 367         }
 368 }
 369
 370 static ssize_t __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 371                 unsigned int nr_pages)
 372 {
 373         struct file *file = iocb->ki_filp;
 374         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 375         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 376         struct blk_plug plug;
 377         struct blkdev_dio *dio;
 378         struct bio *bio;
 379         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 380         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 381         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 382         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 383         int ret = 0;
 384
 385         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 386             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 387                 return -EINVAL;
 388
 389         bio = bio_alloc_kiocb(iocb, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 390
 391         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 392         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 393         if (dio->is_sync) {
 394                 dio->waiter = current;
 395                 bio_get(bio);
 396         } else {
 397                 dio->iocb = iocb;
 398         }
 399
 400         dio->size = 0;
 401         dio->multi_bio = false;
 402         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 403
 404         /*
 405          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 406          * to issue
 407          */
 408         if (!is_poll)
 409                 blk_start_plug(&plug);
 410
 411         for (;;) {
 412                 bio_set_dev(bio, bdev);
 413                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 414                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 415                 bio->bi_private = dio;
 416                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 417                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 418
 419                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 420                 if (unlikely(ret)) {
 421                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 422                         bio_endio(bio);
 423                         break;
 424                 }
 425
 426                 if (is_read) {
 427                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 428                         if (dio->should_dirty)
 429                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 430                 } else {
 431                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 432                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 433                 }
 434                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 435                         bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
 436
 437                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 438                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 439
 440                 nr_pages = bio_iov_vecs_to_alloc(iter, BIO_MAX_VECS);
 441                 if (!nr_pages) {
 442                         bool polled = false;
 443
 444                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 445                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 446                                 polled = true;
 447                         }
 448
 449                         qc = submit_bio(bio);
 450
 451                         if (polled)
 452                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 453                         break;
 454                 }
 455
 456                 if (!dio->multi_bio) {
 457                         /*
 458                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 459                          * structure which is embedded into the first bio
 460                          * stays around.
 461                          */
 462                         if (!is_sync)
 463                                 bio_get(bio);
 464                         dio->multi_bio = true;
 465                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 466                 } else {
 467                         atomic_inc(&dio->ref);
 468                 }
 469
 470                 submit_bio(bio);
 471                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 472         }
 473
 474         if (!is_poll)
 475                 blk_finish_plug(&plug);
 476
 477         if (!is_sync)
 478                 return -EIOCBQUEUED;
 479
 480         for (;;) {
 481                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 482                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 483                         break;
 484
 485                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 486                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 487                         blk_io_schedule();
 488         }
 489         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 490
 491         if (!ret)
 492                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 493         if (likely(!ret))
 494                 ret = dio->size;
 495
 496         bio_put(&dio->bio);
 497         return ret;
 498 }
 499
 500 static ssize_t
 501 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 502 {
 503         unsigned int nr_pages;
 504
 505         if (!iov_iter_count(iter))
 506                 return 0;
 507
 508         nr_pages = bio_iov_vecs_to_alloc(iter, BIO_MAX_VECS + 1);
 509         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_VECS)
 510                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 511
 512         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, bio_max_segs(nr_pages));
 513 }
 514
 515 static __init int blkdev_init(void)
 516 {
 517         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4,
 518                                 offsetof(struct blkdev_dio, bio),
 519                                 BIOSET_NEED_BVECS|BIOSET_PERCPU_CACHE);
 520 }
 521 module_init(blkdev_init);
 522
 523 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 524 {
 525         if (!bdev)
 526                 return 0;
 527         if (!wait)
 528                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 529         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 530 }
 531
 532 /*
 533  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 534  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 535  */
 536 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 537 {
 538         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 539 }
 540 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 541
 542 /*
 543  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 544  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 545  * device.  Takes the superblock lock.
 546  */
 547 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 548 {
 549         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 550         if (sb) {
 551                 int res = sync_filesystem(sb);
 552                 drop_super(sb);
 553                 return res;
 554         }
 555         return sync_blockdev(bdev);
 556 }
 557 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 558
 559 /**
 560  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 561  * @bdev:       blockdevice to lock
 562  *
 563  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 564  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 565  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 566  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 567  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 568  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 569  * actually.
 570  */
 571 int freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 572 {
 573         struct super_block *sb;
 574         int error = 0;
 575
 576         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 577         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1)
 578                 goto done;
 579
 580         sb = get_active_super(bdev);
 581         if (!sb)
 582                 goto sync;
 583         if (sb->s_op->freeze_super)
 584                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 585         else
 586                 error = freeze_super(sb);
 587         deactivate_super(sb);
 588
 589         if (error) {
 590                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 591                 goto done;
 592         }
 593         bdev->bd_fsfreeze_sb = sb;
 594
 595 sync:
 596         sync_blockdev(bdev);
 597 done:
 598         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 599         return error;
 600 }
 601 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 602
 603 /**
 604  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 605  * @bdev:       blockdevice to unlock
 606  *
 607  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 608  */
 609 int thaw_bdev(struct block_device *bdev)
 610 {
 611         struct super_block *sb;
 612         int error = -EINVAL;
 613
 614         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 615         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 616                 goto out;
 617
 618         error = 0;
 619         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 620                 goto out;
 621
 622         sb = bdev->bd_fsfreeze_sb;
 623         if (!sb)
 624                 goto out;
 625
 626         if (sb->s_op->thaw_super)
 627                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 628         else
 629                 error = thaw_super(sb);
 630         if (error)
 631                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 632         else
 633                 bdev->bd_fsfreeze_sb = NULL;
 634 out:
 635         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 636         return error;
 637 }
 638 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 639
 640 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 641 {
 642         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 643 }
 644
 645 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 646 {
 647         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 648 }
 649
 650 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
 651 {
 652         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
 653 }
 654
 655 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 656                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 657                         struct page **pagep, void **fsdata)
 658 {
 659         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 660                                  blkdev_get_block);
 661 }
 662
 663 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 664                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 665                         struct page *page, void *fsdata)
 666 {
 667         int ret;
 668         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 669
 670         unlock_page(page);
 671         put_page(page);
 672
 673         return ret;
 674 }
 675
 676 /*
 677  * private llseek:
 678  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 679  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 680  */
 681 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 682 {
 683         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 684         loff_t retval;
 685
 686         inode_lock(bd_inode);
 687         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 688         inode_unlock(bd_inode);
 689         return retval;
 690 }
 691
 692 static int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end,
 693                 int datasync)
 694 {
 695         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 696         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 697         int error;
 698
 699         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 700         if (error)
 701                 return error;
 702
 703         /*
 704          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 705          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 706          * O_SYNC writers to a block device.
 707          */
 708         error = blkdev_issue_flush(bdev);
 709         if (error == -EOPNOTSUPP)
 710                 error = 0;
 711
 712         return error;
 713 }
 714
 715 /**
 716  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 717  * @bdev: The device to read the page from
 718  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 719  * @page: The page to read
 720  *
 721  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 722  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 723  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 724  *
 725  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 726  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 727  * than propagate an error back up the stack.
 728  *
 729  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 730  */
 731 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 732                         struct page *page)
 733 {
 734         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 735         int result = -EOPNOTSUPP;
 736
 737         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 738                 return result;
 739
 740         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 741         if (result)
 742                 return result;
 743         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 744                               REQ_OP_READ);
 745         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 746         return result;
 747 }
 748
 749 /**
 750  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 751  * @bdev: The device to write the page to
 752  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 753  * @page: The page to write
 754  * @wbc: The writeback_control for the write
 755  *
 756  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 757  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 758  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 759  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 760  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 761  *
 762  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 763  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 764  * than propagate an error back up the stack.
 765  *
 766  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 767  */
 768 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 769                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 770 {
 771         int result;
 772         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 773
 774         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 775                 return -EOPNOTSUPP;
 776         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 777         if (result)
 778                 return result;
 779
 780         set_page_writeback(page);
 781         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 782                               REQ_OP_WRITE);
 783         if (result) {
 784                 end_page_writeback(page);
 785         } else {
 786                 clean_page_buffers(page);
 787                 unlock_page(page);
 788         }
 789         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 790         return result;
 791 }
 792
 793 /*
 794  * pseudo-fs
 795  */
 796
 797 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 798 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 799
 800 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 801 {
 802         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 803
 804         if (!ei)
 805                 return NULL;
 806         memset(&ei->bdev, 0, sizeof(ei->bdev));
 807         return &ei->vfs_inode;
 808 }
 809
 810 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 811 {
 812         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 813
 814         free_percpu(bdev->bd_stats);
 815         kfree(bdev->bd_meta_info);
 816
 817         if (!bdev_is_partition(bdev)) {
 818                 if (bdev->bd_disk && bdev->bd_disk->bdi)
 819                         bdi_put(bdev->bd_disk->bdi);
 820                 kfree(bdev->bd_disk);
 821         }
 822
 823         if (MAJOR(bdev->bd_dev) == BLOCK_EXT_MAJOR)
 824                 blk_free_ext_minor(MINOR(bdev->bd_dev));
 825
 826         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 827 }
 828
 829 static void init_once(void *data)
 830 {
 831         struct bdev_inode *ei = data;
 832
 833         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 834 }
 835
 836 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 837 {
 838         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 839         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 840         clear_inode(inode);
 841 }
 842
 843 static const struct super_operations bdev_sops = {
 844         .statfs = simple_statfs,
 845         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 846         .free_inode = bdev_free_inode,
 847         .drop_inode = generic_delete_inode,
 848         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 849 };
 850
 851 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 852 {
 853         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 854         if (!ctx)
 855                 return -ENOMEM;
 856         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 857         ctx->ops = &bdev_sops;
 858         return 0;
 859 }
 860
 861 static struct file_system_type bd_type = {
 862         .name           = "bdev",
 863         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 864         .kill_sb        = kill_anon_super,
 865 };
 866
 867 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 868 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 869
 870 void __init bdev_cache_init(void)
 871 {
 872         int err;
 873         static struct vfsmount *bd_mnt;
 874
 875         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 876                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 877                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 878                         init_once);
 879         err = register_filesystem(&bd_type);
 880         if (err)
 881                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 882         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 883         if (IS_ERR(bd_mnt))
 884                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 885         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 886 }
 887
 888 struct block_device *bdev_alloc(struct gendisk *disk, u8 partno)
 889 {
 890         struct block_device *bdev;
 891         struct inode *inode;
 892
 893         inode = new_inode(blockdev_superblock);
 894         if (!inode)
 895                 return NULL;
 896         inode->i_mode = S_IFBLK;
 897         inode->i_rdev = 0;
 898         inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 899         mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 900
 901         bdev = I_BDEV(inode);
 902         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 903         spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
 904         bdev->bd_disk = disk;
 905         bdev->bd_partno = partno;
 906         bdev->bd_inode = inode;
 907         bdev->bd_stats = alloc_percpu(struct disk_stats);
 908         if (!bdev->bd_stats) {
 909                 iput(inode);
 910                 return NULL;
 911         }
 912         return bdev;
 913 }
 914
 915 void bdev_add(struct block_device *bdev, dev_t dev)
 916 {
 917         bdev->bd_dev = dev;
 918         bdev->bd_inode->i_rdev = dev;
 919         bdev->bd_inode->i_ino = dev;
 920         insert_inode_hash(bdev->bd_inode);
 921 }
 922
 923 long nr_blockdev_pages(void)
 924 {
 925         struct inode *inode;
 926         long ret = 0;
 927
 928         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 929         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
 930                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
 931         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 932
 933         return ret;
 934 }
 935
 936 /**
 937  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 938  * @bdev: block device of interest
 939  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 940  * @holder: holder trying to claim @bdev
 941  *
 942  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 943  *
 944  * CONTEXT:
 945  * spin_lock(&bdev_lock).
 946  *
 947  * RETURNS:
 948  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 949  */
 950 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 951                          void *holder)
 952 {
 953         if (bdev->bd_holder == holder)
 954                 return true;     /* already a holder */
 955         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 956                 return false;    /* held by someone else */
 957         else if (whole == bdev)
 958                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 959
 960         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 961                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 962         else if (whole->bd_holder != NULL)
 963                 return false;    /* is a partition of a held device */
 964         else
 965                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 966 }
 967
 968 /**
 969  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
 970  * @bdev: block device of interest
 971  * @holder: holder trying to claim @bdev
 972  *
 973  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
 974  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
 975  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 976  *
 977  * RETURNS:
 978  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 979  */
 980 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 981 {
 982         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 983
 984         if (WARN_ON_ONCE(!holder))
 985                 return -EINVAL;
 986 retry:
 987         spin_lock(&bdev_lock);
 988         /* if someone else claimed, fail */
 989         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
 990                 spin_unlock(&bdev_lock);
 991                 return -EBUSY;
 992         }
 993
 994         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 995         if (whole->bd_claiming) {
 996                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 997                 DEFINE_WAIT(wait);
 998
 999                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1000                 spin_unlock(&bdev_lock);
1001                 schedule();
1002                 finish_wait(wq, &wait);
1003                 goto retry;
1004         }
1005
1006         /* yay, all mine */
1007         whole->bd_claiming = holder;
1008         spin_unlock(&bdev_lock);
1009         return 0;
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
1012
1013 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1014 {
1015         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1016         /* tell others that we're done */
1017         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1018         whole->bd_claiming = NULL;
1019         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1024  * @bdev: block device of interest
1025  * @holder: holder that has claimed @bdev
1026  *
1027  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1028  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1029  */
1030 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1031 {
1032         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
1033
1034         spin_lock(&bdev_lock);
1035         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1036         /*
1037          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1038          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1039          */
1040         whole->bd_holders++;
1041         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1042         bdev->bd_holders++;
1043         bdev->bd_holder = holder;
1044         bd_clear_claiming(whole, holder);
1045         spin_unlock(&bdev_lock);
1046 }
1047
1048 /**
1049  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1050  * @bdev: block device of interest
1051  * @holder: holder that has claimed @bdev
1052  *
1053  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1054  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1055  * to block other exclusive openers for a while.
1056  */
1057 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1058 {
1059         spin_lock(&bdev_lock);
1060         bd_clear_claiming(bdev_whole(bdev), holder);
1061         spin_unlock(&bdev_lock);
1062 }
1063 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1064
1065 static void blkdev_flush_mapping(struct block_device *bdev)
1066 {
1067         WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1068         sync_blockdev(bdev);
1069         kill_bdev(bdev);
1070         bdev_write_inode(bdev);
1071 }
1072
1073 static int blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1074 {
1075         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1076         int ret = 0;
1077
1078         if (disk->fops->open) {
1079                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1080                 if (ret) {
1081                         /* avoid ghost partitions on a removed medium */
1082                         if (ret == -ENOMEDIUM &&
1083                              test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
1084                                 bdev_disk_changed(disk, true);
1085                         return ret;
1086                 }
1087         }
1088
1089         if (!bdev->bd_openers)
1090                 set_init_blocksize(bdev);
1091         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
1092                 bdev_disk_changed(disk, false);
1093         bdev->bd_openers++;
1094         return 0;;
1095 }
1096
1097 static void blkdev_put_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1098 {
1099         if (!--bdev->bd_openers)
1100                 blkdev_flush_mapping(bdev);
1101         if (bdev->bd_disk->fops->release)
1102                 bdev->bd_disk->fops->release(bdev->bd_disk, mode);
1103 }
1104
1105 static int blkdev_get_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
1106 {
1107         struct gendisk *disk = part->bd_disk;
1108         int ret;
1109
1110         if (part->bd_openers)
1111                 goto done;
1112
1113         ret = blkdev_get_whole(bdev_whole(part), mode);
1114         if (ret)
1115                 return ret;
1116
1117         ret = -ENXIO;
1118         if (!bdev_nr_sectors(part))
1119                 goto out_blkdev_put;
1120
1121         disk->open_partitions++;
1122         set_init_blocksize(part);
1123 done:
1124         part->bd_openers++;
1125         return 0;
1126
1127 out_blkdev_put:
1128         blkdev_put_whole(bdev_whole(part), mode);
1129         return ret;
1130 }
1131
1132 static void blkdev_put_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
1133 {
1134         struct block_device *whole = bdev_whole(part);
1135
1136         if (--part->bd_openers)
1137                 return;
1138         blkdev_flush_mapping(part);
1139         whole->bd_disk->open_partitions--;
1140         blkdev_put_whole(whole, mode);
1141 }
1142
1143 struct block_device *blkdev_get_no_open(dev_t dev)
1144 {
1145         struct block_device *bdev;
1146         struct inode *inode;
1147
1148         inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
1149         if (!inode) {
1150                 blk_request_module(dev);
1151                 inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
1152                 if (!inode)
1153                         return NULL;
1154         }
1155
1156         /* switch from the inode reference to a device mode one: */
1157         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
1158         if (!kobject_get_unless_zero(&bdev->bd_device.kobj))
1159                 bdev = NULL;
1160         iput(inode);
1161
1162         if (!bdev)
1163                 return NULL;
1164         if ((bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN) ||
1165             !try_module_get(bdev->bd_disk->fops->owner)) {
1166                 put_device(&bdev->bd_device);
1167                 return NULL;
1168         }
1169
1170         return bdev;
1171 }
1172
1173 void blkdev_put_no_open(struct block_device *bdev)
1174 {
1175         module_put(bdev->bd_disk->fops->owner);
1176         put_device(&bdev->bd_device);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1181  * @dev: device number of block device to open
1182  * @mode: FMODE_* mask
1183  * @holder: exclusive holder identifier
1184  *
1185  * Open the block device described by device number @dev. If @mode includes
1186  * %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.  Specifying
1187  * %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for
1188  * the same @holder.
1189  *
1190  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1191  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
1192  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
1193  *
1194  * CONTEXT:
1195  * Might sleep.
1196  *
1197  * RETURNS:
1198  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1199  */
1200 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1201 {
1202         bool unblock_events = true;
1203         struct block_device *bdev;
1204         struct gendisk *disk;
1205         int ret;
1206
1207         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
1208                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
1209                         ((mode & FMODE_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
1210                         ((mode & FMODE_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
1211         if (ret)
1212                 return ERR_PTR(ret);
1213
1214         bdev = blkdev_get_no_open(dev);
1215         if (!bdev)
1216                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1217         disk = bdev->bd_disk;
1218
1219         if (mode & FMODE_EXCL) {
1220                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, holder);
1221                 if (ret)
1222                         goto put_blkdev;
1223         }
1224
1225         disk_block_events(disk);
1226
1227         mutex_lock(&disk->open_mutex);
1228         ret = -ENXIO;
1229         if (!disk_live(disk))
1230                 goto abort_claiming;
1231         if (bdev_is_partition(bdev))
1232                 ret = blkdev_get_part(bdev, mode);
1233         else
1234                 ret = blkdev_get_whole(bdev, mode);
1235         if (ret)
1236                 goto abort_claiming;
1237         if (mode & FMODE_EXCL) {
1238                 bd_finish_claiming(bdev, holder);
1239
1240                 /*
1241                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
1242                  * holder makes the write_holder state stick until all are
1243                  * released.  This is good enough and tracking individual
1244                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
1245                  * used in blkdev_get/put().
1246                  */
1247                 if ((mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1248                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1249                         bdev->bd_write_holder = true;
1250                         unblock_events = false;
1251                 }
1252         }
1253         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
1254
1255         if (unblock_events)
1256                 disk_unblock_events(disk);
1257         return bdev;
1258
1259 abort_claiming:
1260         if (mode & FMODE_EXCL)
1261                 bd_abort_claiming(bdev, holder);
1262         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
1263         disk_unblock_events(disk);
1264 put_blkdev:
1265         blkdev_put_no_open(bdev);
1266         return ERR_PTR(ret);
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1269
1270 /**
1271  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1272  * @path: path to the block device to open
1273  * @mode: FMODE_* mask
1274  * @holder: exclusive holder identifier
1275  *
1276  * Open the block device described by the device file at @path.  If @mode
1277  * includes %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.
1278  * Specifying %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may
1279  * nest for the same @holder.
1280  *
1281  * CONTEXT:
1282  * Might sleep.
1283  *
1284  * RETURNS:
1285  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1286  */
1287 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1288                                         void *holder)
1289 {
1290         struct block_device *bdev;
1291         dev_t dev;
1292         int error;
1293
1294         error = lookup_bdev(path, &dev);
1295         if (error)
1296                 return ERR_PTR(error);
1297
1298         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder);
1299         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1300                 blkdev_put(bdev, mode);
1301                 return ERR_PTR(-EACCES);
1302         }
1303
1304         return bdev;
1305 }
1306 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1307
1308 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1309 {
1310         struct block_device *bdev;
1311
1312         /*
1313          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1314          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1315          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1316          * during an unstable branch.
1317          */
1318         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1319
1320         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC;
1321
1322         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1323                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1324         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1325                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1326         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1327                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1328
1329         bdev = blkdev_get_by_dev(inode->i_rdev, filp->f_mode, filp);
1330         if (IS_ERR(bdev))
1331                 return PTR_ERR(bdev);
1332         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1333         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1334         return 0;
1335 }
1336
1337 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1338 {
1339         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1340
1341         /*
1342          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1343          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1344          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1345          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1346          * syncs while holding the mutex.
1347          */
1348         if (bdev->bd_openers == 1)
1349                 sync_blockdev(bdev);
1350
1351         mutex_lock(&disk->open_mutex);
1352         if (mode & FMODE_EXCL) {
1353                 struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
1354                 bool bdev_free;
1355
1356                 /*
1357                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1358                  * are protected with bdev_lock.  open_mutex is to
1359                  * synchronize disk_holder unlinking.
1360                  */
1361                 spin_lock(&bdev_lock);
1362
1363                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1364                 WARN_ON_ONCE(--whole->bd_holders < 0);
1365
1366                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1367                         bdev->bd_holder = NULL;
1368                 if (!whole->bd_holders)
1369                         whole->bd_holder = NULL;
1370
1371                 spin_unlock(&bdev_lock);
1372
1373                 /*
1374                  * If this was the last claim, remove holder link and
1375                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1376                  */
1377                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1378                         disk_unblock_events(disk);
1379                         bdev->bd_write_holder = false;
1380                 }
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1385          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1386          * from userland - e.g. eject(1).
1387          */
1388         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1389
1390         if (bdev_is_partition(bdev))
1391                 blkdev_put_part(bdev, mode);
1392         else
1393                 blkdev_put_whole(bdev, mode);
1394         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
1395
1396         blkdev_put_no_open(bdev);
1397 }
1398 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1399
1400 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1401 {
1402         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1403         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1404         return 0;
1405 }
1406
1407 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1408 {
1409         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1410         fmode_t mode = file->f_mode;
1411
1412         /*
1413          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1414          * to updated it before every ioctl.
1415          */
1416         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1417                 mode |= FMODE_NDELAY;
1418         else
1419                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1420
1421         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1426  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1427  *
1428  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1429  * use.
1430  */
1431 static ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1432 {
1433         struct file *file = iocb->ki_filp;
1434         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1435         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1436         struct blk_plug plug;
1437         size_t shorted = 0;
1438         ssize_t ret;
1439
1440         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1441                 return -EPERM;
1442
1443         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode->i_rdev))
1444                 return -ETXTBSY;
1445
1446         if (!iov_iter_count(from))
1447                 return 0;
1448
1449         if (iocb->ki_pos >= size)
1450                 return -ENOSPC;
1451
1452         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1453                 return -EOPNOTSUPP;
1454
1455         size -= iocb->ki_pos;
1456         if (iov_iter_count(from) > size) {
1457                 shorted = iov_iter_count(from) - size;
1458                 iov_iter_truncate(from, size);
1459         }
1460
1461         blk_start_plug(&plug);
1462         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1463         if (ret > 0)
1464                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1465         iov_iter_reexpand(from, iov_iter_count(from) + shorted);
1466         blk_finish_plug(&plug);
1467         return ret;
1468 }
1469
1470 static ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1471 {
1472         struct file *file = iocb->ki_filp;
1473         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1474         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1475         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1476         size_t shorted = 0;
1477         ssize_t ret;
1478
1479         if (pos >= size)
1480                 return 0;
1481
1482         size -= pos;
1483         if (iov_iter_count(to) > size) {
1484                 shorted = iov_iter_count(to) - size;
1485                 iov_iter_truncate(to, size);
1486         }
1487
1488         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
1489         iov_iter_reexpand(to, iov_iter_count(to) + shorted);
1490         return ret;
1491 }
1492
1493 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1494                              struct writeback_control *wbc)
1495 {
1496         return generic_writepages(mapping, wbc);
1497 }
1498
1499 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1500         .set_page_dirty = __set_page_dirty_buffers,
1501         .readpage       = blkdev_readpage,
1502         .readahead      = blkdev_readahead,
1503         .writepage      = blkdev_writepage,
1504         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1505         .write_end      = blkdev_write_end,
1506         .writepages     = blkdev_writepages,
1507         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1508         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
1509         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1510 };
1511
1512 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1513                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1514                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1515
1516 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1517                              loff_t len)
1518 {
1519         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1520         loff_t end = start + len - 1;
1521         loff_t isize;
1522         int error;
1523
1524         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1525         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1526                 return -EOPNOTSUPP;
1527
1528         /* Don't go off the end of the device. */
1529         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1530         if (start >= isize)
1531                 return -EINVAL;
1532         if (end >= isize) {
1533                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1534                         len = isize - start;
1535                         end = start + len - 1;
1536                 } else
1537                         return -EINVAL;
1538         }
1539
1540         /*
1541          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1542          */
1543         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1544                 return -EINVAL;
1545
1546         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1547         error = truncate_bdev_range(bdev, file->f_mode, start, end);
1548         if (error)
1549                 return error;
1550
1551         switch (mode) {
1552         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1553         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1554                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1555                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
1556                 break;
1557         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1558                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1559                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
1560                 break;
1561         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1562                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1563                                              GFP_KERNEL, 0);
1564                 break;
1565         default:
1566                 return -EOPNOTSUPP;
1567         }
1568         if (error)
1569                 return error;
1570
1571         /*
1572          * Invalidate the page cache again; if someone wandered in and dirtied
1573          * a page, we just discard it - userspace has no way of knowing whether
1574          * the write happened before or after discard completing...
1575          */
1576         return truncate_bdev_range(bdev, file->f_mode, start, end);
1577 }
1578
1579 const struct file_operations def_blk_fops = {
1580         .open           = blkdev_open,
1581         .release        = blkdev_close,
1582         .llseek         = block_llseek,
1583         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1584         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1585         .iopoll         = blkdev_iopoll,
1586         .mmap           = generic_file_mmap,
1587         .fsync          = blkdev_fsync,
1588         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1589 #ifdef CONFIG_COMPAT
1590         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1591 #endif
1592         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1593         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1594         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1595 };
1596
1597 /**
1598  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1599  * @pathname:   special file representing the block device
1600  * @dev:        return value of the block device's dev_t
1601  *
1602  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1603  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1604  * otherwise.
1605  */
1606 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
1607 {
1608         struct inode *inode;
1609         struct path path;
1610         int error;
1611
1612         if (!pathname || !*pathname)
1613                 return -EINVAL;
1614
1615         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1616         if (error)
1617                 return error;
1618
1619         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1620         error = -ENOTBLK;
1621         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1622                 goto out_path_put;
1623         error = -EACCES;
1624         if (!may_open_dev(&path))
1625                 goto out_path_put;
1626
1627         *dev = inode->i_rdev;
1628         error = 0;
1629 out_path_put:
1630         path_put(&path);
1631         return error;
1632 }
1633 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1634
1635 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1636 {
1637         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1638         int res = 0;
1639
1640         if (sb) {
1641                 /*
1642                  * no need to lock the super, get_super holds the
1643                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1644                  * under us (->put_super runs with the write lock
1645                  * hold).
1646                  */
1647                 shrink_dcache_sb(sb);
1648                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1649                 drop_super(sb);
1650         }
1651         invalidate_bdev(bdev);
1652         return res;
1653 }
1654 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1655
1656 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1657 {
1658         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1659
1660         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1661         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1662                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1663                 struct block_device *bdev;
1664
1665                 spin_lock(&inode->i_lock);
1666                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1667                     mapping->nrpages == 0) {
1668                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1669                         continue;
1670                 }
1671                 __iget(inode);
1672                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1673                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1674                 /*
1675                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1676                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1677                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1678                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1679                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1680                  * later.
1681                  */
1682                 iput(old_inode);
1683                 old_inode = inode;
1684                 bdev = I_BDEV(inode);
1685
1686                 mutex_lock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1687                 if (bdev->bd_openers)
1688                         func(bdev, arg);
1689                 mutex_unlock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1690
1691                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1692         }
1693         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1694         iput(old_inode);
1695 }