fs/block_dev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/fs/block_dev.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   6  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   7  */
   8
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/fcntl.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kmod.h>
  14 #include <linux/major.h>
  15 #include <linux/device_cgroup.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/blkdev.h>
  18 #include <linux/backing-dev.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/blkpg.h>
  21 #include <linux/magic.h>
  22 #include <linux/buffer_head.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/writeback.h>
  26 #include <linux/mpage.h>
  27 #include <linux/mount.h>
  28 #include <linux/pseudo_fs.h>
  29 #include <linux/uio.h>
  30 #include <linux/namei.h>
  31 #include <linux/log2.h>
  32 #include <linux/cleancache.h>
  33 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  34 #include <linux/falloc.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <linux/suspend.h>
  37 #include "internal.h"
  38
  39 struct bdev_inode {
  40         struct block_device bdev;
  41         struct inode vfs_inode;
  42 };
  43
  44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  45
  46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  47 {
  48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  49 }
  50
  51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  52 {
  53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  56
  57 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  58 {
  59         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  60         int ret;
  61
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  64                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  65                 ret = write_inode_now(inode, true);
  66                 if (ret) {
  67                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  68                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  69                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  70                                             bdevname(bdev, name), ret);
  71                 }
  72                 spin_lock(&inode->i_lock);
  73         }
  74         spin_unlock(&inode->i_lock);
  75 }
  76
  77 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  78 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  79 {
  80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  81
  82         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  83                 return;
  84
  85         invalidate_bh_lrus();
  86         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  87 }
  88
  89 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  90 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages) {
  95                 invalidate_bh_lrus();
  96                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  97                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  98         }
  99         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 100          * But, for the strange corners, lets be cautious
 101          */
 102         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 103 }
 104 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 105
 106 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 107 {
 108         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 109         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 110
 111         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 112                 if (size & bsize)
 113                         break;
 114                 bsize <<= 1;
 115         }
 116         bdev->bd_block_size = bsize;
 117         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 118 }
 119
 120 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 121 {
 122         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 123         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 124                 return -EINVAL;
 125
 126         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 127         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 128                 return -EINVAL;
 129
 130         /* Don't change the size if it is same as current */
 131         if (bdev->bd_block_size != size) {
 132                 sync_blockdev(bdev);
 133                 bdev->bd_block_size = size;
 134                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 135                 kill_bdev(bdev);
 136         }
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 141
 142 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 143 {
 144         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 145                 return 0;
 146         /* If we get here, we know size is power of two
 147          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 148         sb->s_blocksize = size;
 149         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 150         return sb->s_blocksize;
 151 }
 152
 153 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 154
 155 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 156 {
 157         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 158         if (size < minsize)
 159                 size = minsize;
 160         return sb_set_blocksize(sb, size);
 161 }
 162
 163 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 164
 165 static int
 166 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 167                 struct buffer_head *bh, int create)
 168 {
 169         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 170         bh->b_blocknr = iblock;
 171         set_buffer_mapped(bh);
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 176 {
 177         return file->f_mapping->host;
 178 }
 179
 180 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 181 {
 182         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 183
 184         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 185         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 186                 op |= REQ_FUA;
 187         return op;
 188 }
 189
 190 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 191
 192 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 193 {
 194         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 195
 196         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 197         blk_wake_io_task(waiter);
 198 }
 199
 200 static ssize_t
 201 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 202                 int nr_pages)
 203 {
 204         struct file *file = iocb->ki_filp;
 205         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 206         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
 207         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 208         bool should_dirty = false;
 209         struct bio bio;
 210         ssize_t ret;
 211         blk_qc_t qc;
 212
 213         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 214             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 215                 return -EINVAL;
 216
 217         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 218                 vecs = inline_vecs;
 219         else {
 220                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 221                                      GFP_KERNEL);
 222                 if (!vecs)
 223                         return -ENOMEM;
 224         }
 225
 226         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 227         bio_set_dev(&bio, bdev);
 228         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 229         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 230         bio.bi_private = current;
 231         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 232         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 233
 234         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 235         if (unlikely(ret))
 236                 goto out;
 237         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 238
 239         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 240                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 241                 if (iter_is_iovec(iter))
 242                         should_dirty = true;
 243         } else {
 244                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 245                 task_io_account_write(ret);
 246         }
 247         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 248                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 249
 250         qc = submit_bio(&bio);
 251         for (;;) {
 252                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 253                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 254                         break;
 255                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 256                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 257                         blk_io_schedule();
 258         }
 259         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 260
 261         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
 262         if (unlikely(bio.bi_status))
 263                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 264
 265 out:
 266         if (vecs != inline_vecs)
 267                 kfree(vecs);
 268
 269         bio_uninit(&bio);
 270
 271         return ret;
 272 }
 273
 274 struct blkdev_dio {
 275         union {
 276                 struct kiocb            *iocb;
 277                 struct task_struct      *waiter;
 278         };
 279         size_t                  size;
 280         atomic_t                ref;
 281         bool                    multi_bio : 1;
 282         bool                    should_dirty : 1;
 283         bool                    is_sync : 1;
 284         struct bio              bio;
 285 };
 286
 287 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 288
 289 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 290 {
 291         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 292         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 293
 294         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 295 }
 296
 297 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 298 {
 299         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 300         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 301
 302         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 303                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 304
 305         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 306                 if (!dio->is_sync) {
 307                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 308                         ssize_t ret;
 309
 310                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 311                                 ret = dio->size;
 312                                 iocb->ki_pos += ret;
 313                         } else {
 314                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 315                         }
 316
 317                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 318                         if (dio->multi_bio)
 319                                 bio_put(&dio->bio);
 320                 } else {
 321                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 322
 323                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 324                         blk_wake_io_task(waiter);
 325                 }
 326         }
 327
 328         if (should_dirty) {
 329                 bio_check_pages_dirty(bio);
 330         } else {
 331                 bio_release_pages(bio, false);
 332                 bio_put(bio);
 333         }
 334 }
 335
 336 static ssize_t
 337 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 338 {
 339         struct file *file = iocb->ki_filp;
 340         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 341         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 342         struct blk_plug plug;
 343         struct blkdev_dio *dio;
 344         struct bio *bio;
 345         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 346         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 347         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 348         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 349         int ret = 0;
 350
 351         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 352             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 353                 return -EINVAL;
 354
 355         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 356
 357         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 358         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 359         if (dio->is_sync) {
 360                 dio->waiter = current;
 361                 bio_get(bio);
 362         } else {
 363                 dio->iocb = iocb;
 364         }
 365
 366         dio->size = 0;
 367         dio->multi_bio = false;
 368         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 369
 370         /*
 371          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 372          * to issue
 373          */
 374         if (!is_poll)
 375                 blk_start_plug(&plug);
 376
 377         for (;;) {
 378                 bio_set_dev(bio, bdev);
 379                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 380                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 381                 bio->bi_private = dio;
 382                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 383                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 384
 385                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 386                 if (unlikely(ret)) {
 387                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 388                         bio_endio(bio);
 389                         break;
 390                 }
 391
 392                 if (is_read) {
 393                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 394                         if (dio->should_dirty)
 395                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 396                 } else {
 397                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 398                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 399                 }
 400
 401                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 402                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 403
 404                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 405                 if (!nr_pages) {
 406                         bool polled = false;
 407
 408                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 409                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 410                                 polled = true;
 411                         }
 412
 413                         qc = submit_bio(bio);
 414
 415                         if (polled)
 416                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 417                         break;
 418                 }
 419
 420                 if (!dio->multi_bio) {
 421                         /*
 422                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 423                          * structure which is embedded into the first bio
 424                          * stays around.
 425                          */
 426                         if (!is_sync)
 427                                 bio_get(bio);
 428                         dio->multi_bio = true;
 429                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 430                 } else {
 431                         atomic_inc(&dio->ref);
 432                 }
 433
 434                 submit_bio(bio);
 435                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 436         }
 437
 438         if (!is_poll)
 439                 blk_finish_plug(&plug);
 440
 441         if (!is_sync)
 442                 return -EIOCBQUEUED;
 443
 444         for (;;) {
 445                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 446                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 447                         break;
 448
 449                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 450                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 451                         blk_io_schedule();
 452         }
 453         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 454
 455         if (!ret)
 456                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 457         if (likely(!ret))
 458                 ret = dio->size;
 459
 460         bio_put(&dio->bio);
 461         return ret;
 462 }
 463
 464 static ssize_t
 465 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 466 {
 467         int nr_pages;
 468
 469         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 470         if (!nr_pages)
 471                 return 0;
 472         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 473                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 474
 475         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 476 }
 477
 478 static __init int blkdev_init(void)
 479 {
 480         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 481 }
 482 module_init(blkdev_init);
 483
 484 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 485 {
 486         if (!bdev)
 487                 return 0;
 488         if (!wait)
 489                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 490         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 491 }
 492
 493 /*
 494  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 495  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 496  */
 497 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 498 {
 499         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 500 }
 501 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 502
 503 /*
 504  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 505  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 506  * device.  Takes the superblock lock.
 507  */
 508 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 509 {
 510         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 511         if (sb) {
 512                 int res = sync_filesystem(sb);
 513                 drop_super(sb);
 514                 return res;
 515         }
 516         return sync_blockdev(bdev);
 517 }
 518 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 519
 520 /**
 521  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 522  * @bdev:       blockdevice to lock
 523  *
 524  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 525  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 526  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 527  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 528  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 529  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 530  * actually.
 531  */
 532 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 533 {
 534         struct super_block *sb;
 535         int error = 0;
 536
 537         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 538         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 539                 /*
 540                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 541                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 542                  * thaw_bdev drops it.
 543                  */
 544                 sb = get_super(bdev);
 545                 if (sb)
 546                         drop_super(sb);
 547                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 548                 return sb;
 549         }
 550
 551         sb = get_active_super(bdev);
 552         if (!sb)
 553                 goto out;
 554         if (sb->s_op->freeze_super)
 555                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 556         else
 557                 error = freeze_super(sb);
 558         if (error) {
 559                 deactivate_super(sb);
 560                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 561                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 562                 return ERR_PTR(error);
 563         }
 564         deactivate_super(sb);
 565  out:
 566         sync_blockdev(bdev);
 567         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 568         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 569 }
 570 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 571
 572 /**
 573  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 574  * @bdev:       blockdevice to unlock
 575  * @sb:         associated superblock
 576  *
 577  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 578  */
 579 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 580 {
 581         int error = -EINVAL;
 582
 583         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 584         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 585                 goto out;
 586
 587         error = 0;
 588         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 589                 goto out;
 590
 591         if (!sb)
 592                 goto out;
 593
 594         if (sb->s_op->thaw_super)
 595                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 596         else
 597                 error = thaw_super(sb);
 598         if (error)
 599                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 600 out:
 601         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 602         return error;
 603 }
 604 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 605
 606 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 607 {
 608         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 609 }
 610
 611 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 612 {
 613         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 614 }
 615
 616 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
 617 {
 618         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
 619 }
 620
 621 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 622                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 623                         struct page **pagep, void **fsdata)
 624 {
 625         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 626                                  blkdev_get_block);
 627 }
 628
 629 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 630                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 631                         struct page *page, void *fsdata)
 632 {
 633         int ret;
 634         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 635
 636         unlock_page(page);
 637         put_page(page);
 638
 639         return ret;
 640 }
 641
 642 /*
 643  * private llseek:
 644  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 645  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 646  */
 647 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 648 {
 649         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 650         loff_t retval;
 651
 652         inode_lock(bd_inode);
 653         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 654         inode_unlock(bd_inode);
 655         return retval;
 656 }
 657
 658 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 659 {
 660         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 661         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 662         int error;
 663
 664         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 665         if (error)
 666                 return error;
 667
 668         /*
 669          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 670          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 671          * O_SYNC writers to a block device.
 672          */
 673         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL);
 674         if (error == -EOPNOTSUPP)
 675                 error = 0;
 676
 677         return error;
 678 }
 679 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 680
 681 /**
 682  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 683  * @bdev: The device to read the page from
 684  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 685  * @page: The page to read
 686  *
 687  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 688  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 689  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 690  *
 691  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 692  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 693  * than propagate an error back up the stack.
 694  *
 695  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 696  */
 697 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 698                         struct page *page)
 699 {
 700         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 701         int result = -EOPNOTSUPP;
 702
 703         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 704                 return result;
 705
 706         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 707         if (result)
 708                 return result;
 709         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 710                               REQ_OP_READ);
 711         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 712         return result;
 713 }
 714
 715 /**
 716  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 717  * @bdev: The device to write the page to
 718  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 719  * @page: The page to write
 720  * @wbc: The writeback_control for the write
 721  *
 722  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 723  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 724  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 725  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 726  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 727  *
 728  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 729  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 730  * than propagate an error back up the stack.
 731  *
 732  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 733  */
 734 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 735                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 736 {
 737         int result;
 738         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 739
 740         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 741                 return -EOPNOTSUPP;
 742         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 743         if (result)
 744                 return result;
 745
 746         set_page_writeback(page);
 747         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 748                               REQ_OP_WRITE);
 749         if (result) {
 750                 end_page_writeback(page);
 751         } else {
 752                 clean_page_buffers(page);
 753                 unlock_page(page);
 754         }
 755         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 756         return result;
 757 }
 758
 759 /*
 760  * pseudo-fs
 761  */
 762
 763 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 764 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 765
 766 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 767 {
 768         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 769         if (!ei)
 770                 return NULL;
 771         return &ei->vfs_inode;
 772 }
 773
 774 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 775 {
 776         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 777 }
 778
 779 static void init_once(void *foo)
 780 {
 781         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 782         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 783
 784         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 785         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 786         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 787 #ifdef CONFIG_SYSFS
 788         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 789 #endif
 790         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 791         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 792         /* Initialize mutex for freeze. */
 793         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 794 }
 795
 796 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 797 {
 798         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 799         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 800         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 801         clear_inode(inode);
 802         spin_lock(&bdev_lock);
 803         list_del_init(&bdev->bd_list);
 804         spin_unlock(&bdev_lock);
 805         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 806         inode_detach_wb(inode);
 807         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 808                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 809                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 810         }
 811 }
 812
 813 static const struct super_operations bdev_sops = {
 814         .statfs = simple_statfs,
 815         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 816         .free_inode = bdev_free_inode,
 817         .drop_inode = generic_delete_inode,
 818         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 819 };
 820
 821 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 822 {
 823         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 824         if (!ctx)
 825                 return -ENOMEM;
 826         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 827         ctx->ops = &bdev_sops;
 828         return 0;
 829 }
 830
 831 static struct file_system_type bd_type = {
 832         .name           = "bdev",
 833         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 834         .kill_sb        = kill_anon_super,
 835 };
 836
 837 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 838 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 839
 840 void __init bdev_cache_init(void)
 841 {
 842         int err;
 843         static struct vfsmount *bd_mnt;
 844
 845         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 846                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 847                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 848                         init_once);
 849         err = register_filesystem(&bd_type);
 850         if (err)
 851                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 852         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 853         if (IS_ERR(bd_mnt))
 854                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 855         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 856 }
 857
 858 /*
 859  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 860  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 861  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 862  */
 863 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 864 {
 865         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 866 }
 867
 868 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 869 {
 870         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 871 }
 872
 873 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 874 {
 875         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 876         return 0;
 877 }
 878
 879 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 880
 881 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 882 {
 883         struct block_device *bdev;
 884         struct inode *inode;
 885
 886         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 887                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 888
 889         if (!inode)
 890                 return NULL;
 891
 892         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 893
 894         if (inode->i_state & I_NEW) {
 895                 bdev->bd_contains = NULL;
 896                 bdev->bd_super = NULL;
 897                 bdev->bd_inode = inode;
 898                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 899                 bdev->bd_part_count = 0;
 900                 bdev->bd_invalidated = 0;
 901                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 902                 inode->i_rdev = dev;
 903                 inode->i_bdev = bdev;
 904                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 905                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 906                 spin_lock(&bdev_lock);
 907                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 908                 spin_unlock(&bdev_lock);
 909                 unlock_new_inode(inode);
 910         }
 911         return bdev;
 912 }
 913
 914 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 915
 916 /**
 917  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 918  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 919  */
 920 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 921 {
 922         ihold(bdev->bd_inode);
 923         return bdev;
 924 }
 925 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 926
 927 long nr_blockdev_pages(void)
 928 {
 929         struct block_device *bdev;
 930         long ret = 0;
 931         spin_lock(&bdev_lock);
 932         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 933                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 934         }
 935         spin_unlock(&bdev_lock);
 936         return ret;
 937 }
 938
 939 void bdput(struct block_device *bdev)
 940 {
 941         iput(bdev->bd_inode);
 942 }
 943
 944 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 945
 946 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 947 {
 948         struct block_device *bdev;
 949
 950         spin_lock(&bdev_lock);
 951         bdev = inode->i_bdev;
 952         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 953                 bdgrab(bdev);
 954                 spin_unlock(&bdev_lock);
 955                 return bdev;
 956         }
 957         spin_unlock(&bdev_lock);
 958
 959         /*
 960          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 961          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 962          * up block device inode again just in case new device got
 963          * reestablished under the same device number.
 964          */
 965         if (bdev)
 966                 bd_forget(inode);
 967
 968         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 969         if (bdev) {
 970                 spin_lock(&bdev_lock);
 971                 if (!inode->i_bdev) {
 972                         /*
 973                          * We take an additional reference to bd_inode,
 974                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 975                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 976                          * without igrab().
 977                          */
 978                         bdgrab(bdev);
 979                         inode->i_bdev = bdev;
 980                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 981                 }
 982                 spin_unlock(&bdev_lock);
 983         }
 984         return bdev;
 985 }
 986
 987 /* Call when you free inode */
 988
 989 void bd_forget(struct inode *inode)
 990 {
 991         struct block_device *bdev = NULL;
 992
 993         spin_lock(&bdev_lock);
 994         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 995                 bdev = inode->i_bdev;
 996         inode->i_bdev = NULL;
 997         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 998         spin_unlock(&bdev_lock);
 999
1000         if (bdev)
1001                 bdput(bdev);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1006  * @bdev: block device of interest
1007  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1008  * @holder: holder trying to claim @bdev
1009  *
1010  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1011  *
1012  * CONTEXT:
1013  * spin_lock(&bdev_lock).
1014  *
1015  * RETURNS:
1016  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1017  */
1018 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1019                          void *holder)
1020 {
1021         if (bdev->bd_holder == holder)
1022                 return true;     /* already a holder */
1023         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1024                 return false;    /* held by someone else */
1025         else if (whole == bdev)
1026                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1027
1028         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1029                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1030         else if (whole->bd_holder != NULL)
1031                 return false;    /* is a partition of a held device */
1032         else
1033                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1034 }
1035
1036 /**
1037  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1038  * @bdev: block device of interest
1039  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1040  * @holder: holder trying to claim @bdev
1041  *
1042  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1043  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1044  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1045  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1046  *
1047  * CONTEXT:
1048  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1049  * it multiple times.
1050  *
1051  * RETURNS:
1052  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1053  */
1054 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1055                                struct block_device *whole, void *holder)
1056 {
1057 retry:
1058         /* if someone else claimed, fail */
1059         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1060                 return -EBUSY;
1061
1062         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1063         if (whole->bd_claiming) {
1064                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1065                 DEFINE_WAIT(wait);
1066
1067                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1068                 spin_unlock(&bdev_lock);
1069                 schedule();
1070                 finish_wait(wq, &wait);
1071                 spin_lock(&bdev_lock);
1072                 goto retry;
1073         }
1074
1075         /* yay, all mine */
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1080 {
1081         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1082
1083         if (!disk)
1084                 return NULL;
1085         /*
1086          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1087          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1088          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1089          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1090          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1091          * which is bad.
1092          */
1093         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1094                 put_disk_and_module(disk);
1095                 return NULL;
1096         }
1097         return disk;
1098 }
1099
1100 /**
1101  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1102  * @bdev: block device of interest
1103  * @holder: holder trying to claim @bdev
1104  *
1105  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1106  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1107  * successful call to this function must be matched with a call to
1108  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1109  * fail).
1110  *
1111  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1112  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1113  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1114  * access but may subsequently fail.
1115  *
1116  * CONTEXT:
1117  * Might sleep.
1118  *
1119  * RETURNS:
1120  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1121  * value on failure.
1122  */
1123 struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1124 {
1125         struct gendisk *disk;
1126         struct block_device *whole;
1127         int partno, err;
1128
1129         might_sleep();
1130
1131         /*
1132          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1133          * and grab the outer block device the hard way.
1134          */
1135         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1136         if (!disk)
1137                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1138
1139         /*
1140          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1141          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1142          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1143          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1144          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1145          * way.
1146          */
1147         if (partno)
1148                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1149         else
1150                 whole = bdgrab(bdev);
1151
1152         put_disk_and_module(disk);
1153         if (!whole)
1154                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1155
1156         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1157         spin_lock(&bdev_lock);
1158
1159         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1160         if (err == 0) {
1161                 whole->bd_claiming = holder;
1162                 spin_unlock(&bdev_lock);
1163                 return whole;
1164         } else {
1165                 spin_unlock(&bdev_lock);
1166                 bdput(whole);
1167                 return ERR_PTR(err);
1168         }
1169 }
1170 EXPORT_SYMBOL(bd_start_claiming);
1171
1172 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1173 {
1174         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1175         /* tell others that we're done */
1176         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1177         whole->bd_claiming = NULL;
1178         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1179 }
1180
1181 /**
1182  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1183  * @bdev: block device of interest
1184  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1185  * @holder: holder that has claimed @bdev
1186  *
1187  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1188  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1189  */
1190 void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1191                         void *holder)
1192 {
1193         spin_lock(&bdev_lock);
1194         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1195         /*
1196          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1197          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1198          */
1199         whole->bd_holders++;
1200         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1201         bdev->bd_holders++;
1202         bdev->bd_holder = holder;
1203         bd_clear_claiming(whole, holder);
1204         spin_unlock(&bdev_lock);
1205 }
1206 EXPORT_SYMBOL(bd_finish_claiming);
1207
1208 /**
1209  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1210  * @bdev: block device of interest
1211  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1212  * @holder: holder that has claimed @bdev
1213  *
1214  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1215  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1216  * to block other exclusive openers for a while.
1217  */
1218 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1219                        void *holder)
1220 {
1221         spin_lock(&bdev_lock);
1222         bd_clear_claiming(whole, holder);
1223         spin_unlock(&bdev_lock);
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1226
1227 #ifdef CONFIG_SYSFS
1228 struct bd_holder_disk {
1229         struct list_head        list;
1230         struct gendisk          *disk;
1231         int                     refcnt;
1232 };
1233
1234 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1235                                                   struct gendisk *disk)
1236 {
1237         struct bd_holder_disk *holder;
1238
1239         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1240                 if (holder->disk == disk)
1241                         return holder;
1242         return NULL;
1243 }
1244
1245 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1246 {
1247         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1248 }
1249
1250 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1251 {
1252         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1253 }
1254
1255 /**
1256  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1257  * @bdev: the claimed slave bdev
1258  * @disk: the holding disk
1259  *
1260  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1261  *
1262  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1263  *
1264  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1265  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1266  *
1267  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1268  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1269  *
1270  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1271  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1272  *
1273  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1274  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1275  * lifetime of these symlinks.
1276  *
1277  * CONTEXT:
1278  * Might sleep.
1279  *
1280  * RETURNS:
1281  * 0 on success, -errno on failure.
1282  */
1283 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1284 {
1285         struct bd_holder_disk *holder;
1286         int ret = 0;
1287
1288         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1289
1290         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1291
1292         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1293         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1294                 goto out_unlock;
1295
1296         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1297         if (holder) {
1298                 holder->refcnt++;
1299                 goto out_unlock;
1300         }
1301
1302         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1303         if (!holder) {
1304                 ret = -ENOMEM;
1305                 goto out_unlock;
1306         }
1307
1308         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1309         holder->disk = disk;
1310         holder->refcnt = 1;
1311
1312         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1313         if (ret)
1314                 goto out_free;
1315
1316         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1317         if (ret)
1318                 goto out_del;
1319         /*
1320          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1321          * the holder directory.  Hold on to it.
1322          */
1323         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1324
1325         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1326         goto out_unlock;
1327
1328 out_del:
1329         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1330 out_free:
1331         kfree(holder);
1332 out_unlock:
1333         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1334         return ret;
1335 }
1336 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1337
1338 /**
1339  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1340  * @bdev: the calimed slave bdev
1341  * @disk: the holding disk
1342  *
1343  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1344  *
1345  * CONTEXT:
1346  * Might sleep.
1347  */
1348 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1349 {
1350         struct bd_holder_disk *holder;
1351
1352         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1353
1354         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1355
1356         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1357                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1358                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1359                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1360                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1361                 list_del_init(&holder->list);
1362                 kfree(holder);
1363         }
1364
1365         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1366 }
1367 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1368 #endif
1369
1370 /**
1371  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1372  *
1373  * @bdev:      struct block device to be flushed
1374  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1375  *
1376  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1377  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1378  * resize.
1379  */
1380 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1381 {
1382         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1383                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1384                        "resized disk %s\n",
1385                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1386         }
1387         bdev->bd_invalidated = 1;
1388 }
1389
1390 /**
1391  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1392  * @disk: struct gendisk to check
1393  * @bdev: struct bdev to adjust.
1394  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1395  *
1396  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1397  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1398  * are freed.
1399  */
1400 static void check_disk_size_change(struct gendisk *disk,
1401                 struct block_device *bdev, bool verbose)
1402 {
1403         loff_t disk_size, bdev_size;
1404
1405         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1406         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1407         if (disk_size != bdev_size) {
1408                 if (verbose) {
1409                         printk(KERN_INFO
1410                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1411                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1412                 }
1413                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1414                 if (bdev_size > disk_size)
1415                         flush_disk(bdev, false);
1416         }
1417         bdev->bd_invalidated = 0;
1418 }
1419
1420 /**
1421  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1422  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1423  *
1424  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1425  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1426  * for all revalidate_disk operations.
1427  */
1428 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1429 {
1430         int ret = 0;
1431
1432         if (disk->fops->revalidate_disk)
1433                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1434
1435         /*
1436          * Hidden disks don't have associated bdev so there's no point in
1437          * revalidating it.
1438          */
1439         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)) {
1440                 struct block_device *bdev = bdget_disk(disk, 0);
1441
1442                 if (!bdev)
1443                         return ret;
1444
1445                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1446                 check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1447                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1448                 bdput(bdev);
1449         }
1450         return ret;
1451 }
1452 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1453
1454 /*
1455  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1456  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1457  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1458  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1459  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1460  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1461  * to lose :-)
1462  */
1463 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1464 {
1465         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1466         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1467         unsigned int events;
1468
1469         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1470                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1471         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1472                 return 0;
1473
1474         flush_disk(bdev, true);
1475         if (bdops->revalidate_disk)
1476                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1477         return 1;
1478 }
1479
1480 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1481
1482 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1483 {
1484         inode_lock(bdev->bd_inode);
1485         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1486         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1489
1490 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1491
1492 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1493 {
1494         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1495         int ret;
1496
1497         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1498
1499 rescan:
1500         ret = blk_drop_partitions(bdev);
1501         if (ret)
1502                 return ret;
1503
1504         /*
1505          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1506          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1507          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1508          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1509          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1510          * userspace for this particular setup.
1511          */
1512         if (invalidate) {
1513                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1514                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1515                         set_capacity(disk, 0);
1516         } else {
1517                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1518                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1519         }
1520
1521         check_disk_size_change(disk, bdev, !invalidate);
1522
1523         if (get_capacity(disk)) {
1524                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1525                 if (ret == -EAGAIN)
1526                         goto rescan;
1527         } else if (invalidate) {
1528                 /*
1529                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1530                  * changed.
1531                  */
1532                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1533         }
1534
1535         return ret;
1536 }
1537 /*
1538  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1539  * code!
1540  */
1541 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1542
1543 /*
1544  * bd_mutex locking:
1545  *
1546  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1547  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1548  */
1549
1550 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1551 {
1552         struct gendisk *disk;
1553         int ret;
1554         int partno;
1555         int perm = 0;
1556         bool first_open = false;
1557
1558         if (mode & FMODE_READ)
1559                 perm |= MAY_READ;
1560         if (mode & FMODE_WRITE)
1561                 perm |= MAY_WRITE;
1562         /*
1563          * hooks: /n/, see "layering violations".
1564          */
1565         if (!for_part) {
1566                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1567                 if (ret != 0)
1568                         return ret;
1569         }
1570
1571  restart:
1572
1573         ret = -ENXIO;
1574         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1575         if (!disk)
1576                 goto out;
1577
1578         disk_block_events(disk);
1579         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1580         if (!bdev->bd_openers) {
1581                 first_open = true;
1582                 bdev->bd_disk = disk;
1583                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1584                 bdev->bd_contains = bdev;
1585                 bdev->bd_partno = partno;
1586
1587                 if (!partno) {
1588                         ret = -ENXIO;
1589                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1590                         if (!bdev->bd_part)
1591                                 goto out_clear;
1592
1593                         ret = 0;
1594                         if (disk->fops->open) {
1595                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1596                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1597                                         /* Lost a race with 'disk' being
1598                                          * deleted, try again.
1599                                          * See md.c
1600                                          */
1601                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1602                                         bdev->bd_part = NULL;
1603                                         bdev->bd_disk = NULL;
1604                                         bdev->bd_queue = NULL;
1605                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1606                                         disk_unblock_events(disk);
1607                                         put_disk_and_module(disk);
1608                                         goto restart;
1609                                 }
1610                         }
1611
1612                         if (!ret) {
1613                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1614                                 set_init_blocksize(bdev);
1615                         }
1616
1617                         /*
1618                          * If the device is invalidated, rescan partition
1619                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1620                          * The latter is necessary to prevent ghost
1621                          * partitions on a removed medium.
1622                          */
1623                         if (bdev->bd_invalidated &&
1624                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1625                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1626
1627                         if (ret)
1628                                 goto out_clear;
1629                 } else {
1630                         struct block_device *whole;
1631                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1632                         ret = -ENOMEM;
1633                         if (!whole)
1634                                 goto out_clear;
1635                         BUG_ON(for_part);
1636                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1637                         if (ret) {
1638                                 bdput(whole);
1639                                 goto out_clear;
1640                         }
1641                         bdev->bd_contains = whole;
1642                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1643                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1644                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1645                                 ret = -ENXIO;
1646                                 goto out_clear;
1647                         }
1648                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1649                         set_init_blocksize(bdev);
1650                 }
1651
1652                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1653                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1654         } else {
1655                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1656                         ret = 0;
1657                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1658                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1659                         /* the same as first opener case, read comment there */
1660                         if (bdev->bd_invalidated &&
1661                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1662                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1663                         if (ret)
1664                                 goto out_unlock_bdev;
1665                 }
1666         }
1667         bdev->bd_openers++;
1668         if (for_part)
1669                 bdev->bd_part_count++;
1670         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1671         disk_unblock_events(disk);
1672         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1673         if (!first_open)
1674                 put_disk_and_module(disk);
1675         return 0;
1676
1677  out_clear:
1678         disk_put_part(bdev->bd_part);
1679         bdev->bd_disk = NULL;
1680         bdev->bd_part = NULL;
1681         bdev->bd_queue = NULL;
1682         if (bdev != bdev->bd_contains)
1683                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1684         bdev->bd_contains = NULL;
1685  out_unlock_bdev:
1686         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1687         disk_unblock_events(disk);
1688         put_disk_and_module(disk);
1689  out:
1690
1691         return ret;
1692 }
1693
1694 /**
1695  * blkdev_get - open a block device
1696  * @bdev: block_device to open
1697  * @mode: FMODE_* mask
1698  * @holder: exclusive holder identifier
1699  *
1700  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1701  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1702  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1703  *
1704  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1705  * @bdev is put.
1706  *
1707  * CONTEXT:
1708  * Might sleep.
1709  *
1710  * RETURNS:
1711  * 0 on success, -errno on failure.
1712  */
1713 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1714 {
1715         struct block_device *whole = NULL;
1716         int res;
1717
1718         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1719
1720         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1721                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1722                 if (IS_ERR(whole)) {
1723                         bdput(bdev);
1724                         return PTR_ERR(whole);
1725                 }
1726         }
1727
1728         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1729
1730         if (whole) {
1731                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1732
1733                 /* finish claiming */
1734                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1735                 if (!res)
1736                         bd_finish_claiming(bdev, whole, holder);
1737                 else
1738                         bd_abort_claiming(bdev, whole, holder);
1739                 /*
1740                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1741                  * write holder makes the write_holder state stick until
1742                  * all are released.  This is good enough and tracking
1743                  * individual writeable reference is too fragile given the
1744                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1745                  */
1746                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1747                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1748                         bdev->bd_write_holder = true;
1749                         disk_block_events(disk);
1750                 }
1751
1752                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1753                 bdput(whole);
1754         }
1755
1756         if (res)
1757                 bdput(bdev);
1758
1759         return res;
1760 }
1761 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1762
1763 /**
1764  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1765  * @path: path to the block device to open
1766  * @mode: FMODE_* mask
1767  * @holder: exclusive holder identifier
1768  *
1769  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1770  * and @holder are identical to blkdev_get().
1771  *
1772  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1773  *
1774  * CONTEXT:
1775  * Might sleep.
1776  *
1777  * RETURNS:
1778  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1779  */
1780 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1781                                         void *holder)
1782 {
1783         struct block_device *bdev;
1784         int err;
1785
1786         bdev = lookup_bdev(path);
1787         if (IS_ERR(bdev))
1788                 return bdev;
1789
1790         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1791         if (err)
1792                 return ERR_PTR(err);
1793
1794         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1795                 blkdev_put(bdev, mode);
1796                 return ERR_PTR(-EACCES);
1797         }
1798
1799         return bdev;
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1802
1803 /**
1804  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1805  * @dev: device number of block device to open
1806  * @mode: FMODE_* mask
1807  * @holder: exclusive holder identifier
1808  *
1809  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1810  * @holder are identical to blkdev_get().
1811  *
1812  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1813  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1814  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1815  * ever need it - reconsider your API.
1816  *
1817  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1818  *
1819  * CONTEXT:
1820  * Might sleep.
1821  *
1822  * RETURNS:
1823  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1824  */
1825 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1826 {
1827         struct block_device *bdev;
1828         int err;
1829
1830         bdev = bdget(dev);
1831         if (!bdev)
1832                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1833
1834         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1835         if (err)
1836                 return ERR_PTR(err);
1837
1838         return bdev;
1839 }
1840 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1841
1842 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1843 {
1844         struct block_device *bdev;
1845
1846         /*
1847          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1848          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1849          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1850          * during an unstable branch.
1851          */
1852         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1853
1854         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1855
1856         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1857                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1858         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1859                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1860         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1861                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1862
1863         bdev = bd_acquire(inode);
1864         if (bdev == NULL)
1865                 return -ENOMEM;
1866
1867         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1868         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1869
1870         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1871 }
1872
1873 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1874 {
1875         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1876         struct block_device *victim = NULL;
1877
1878         /*
1879          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1880          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1881          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1882          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1883          * syncs while holding the mutex.
1884          */
1885         if (bdev->bd_openers == 1)
1886                 sync_blockdev(bdev);
1887
1888         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1889         if (for_part)
1890                 bdev->bd_part_count--;
1891
1892         if (!--bdev->bd_openers) {
1893                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1894                 sync_blockdev(bdev);
1895                 kill_bdev(bdev);
1896
1897                 bdev_write_inode(bdev);
1898         }
1899         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1900                 if (disk->fops->release)
1901                         disk->fops->release(disk, mode);
1902         }
1903         if (!bdev->bd_openers) {
1904                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1905                 bdev->bd_part = NULL;
1906                 bdev->bd_disk = NULL;
1907                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1908                         victim = bdev->bd_contains;
1909                 bdev->bd_contains = NULL;
1910
1911                 put_disk_and_module(disk);
1912         }
1913         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1914         bdput(bdev);
1915         if (victim)
1916                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1917 }
1918
1919 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1920 {
1921         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1922
1923         if (mode & FMODE_EXCL) {
1924                 bool bdev_free;
1925
1926                 /*
1927                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1928                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1929                  * synchronize disk_holder unlinking.
1930                  */
1931                 spin_lock(&bdev_lock);
1932
1933                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1934                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1935
1936                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1937                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1938                         bdev->bd_holder = NULL;
1939                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1940                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1941
1942                 spin_unlock(&bdev_lock);
1943
1944                 /*
1945                  * If this was the last claim, remove holder link and
1946                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1947                  */
1948                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1949                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1950                         bdev->bd_write_holder = false;
1951                 }
1952         }
1953
1954         /*
1955          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1956          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1957          * from userland - e.g. eject(1).
1958          */
1959         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1960
1961         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1962
1963         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1964 }
1965 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1966
1967 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1968 {
1969         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1970         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1971         return 0;
1972 }
1973
1974 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1975 {
1976         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1977         fmode_t mode = file->f_mode;
1978
1979         /*
1980          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1981          * to updated it before every ioctl.
1982          */
1983         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1984                 mode |= FMODE_NDELAY;
1985         else
1986                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1987
1988         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1989 }
1990
1991 /*
1992  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1993  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1994  *
1995  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1996  * use.
1997  */
1998 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1999 {
2000         struct file *file = iocb->ki_filp;
2001         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2002         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2003         struct blk_plug plug;
2004         ssize_t ret;
2005
2006         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
2007                 return -EPERM;
2008
2009         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode))
2010                 return -ETXTBSY;
2011
2012         if (!iov_iter_count(from))
2013                 return 0;
2014
2015         if (iocb->ki_pos >= size)
2016                 return -ENOSPC;
2017
2018         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
2019                 return -EOPNOTSUPP;
2020
2021         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
2022
2023         blk_start_plug(&plug);
2024         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2025         if (ret > 0)
2026                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2027         blk_finish_plug(&plug);
2028         return ret;
2029 }
2030 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2031
2032 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2033 {
2034         struct file *file = iocb->ki_filp;
2035         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2036         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2037         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2038
2039         if (pos >= size)
2040                 return 0;
2041
2042         size -= pos;
2043         iov_iter_truncate(to, size);
2044         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2045 }
2046 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2047
2048 /*
2049  * Try to release a page associated with block device when the system
2050  * is under memory pressure.
2051  */
2052 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2053 {
2054         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2055
2056         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2057                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2058
2059         return try_to_free_buffers(page);
2060 }
2061
2062 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2063                              struct writeback_control *wbc)
2064 {
2065         return generic_writepages(mapping, wbc);
2066 }
2067
2068 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2069         .readpage       = blkdev_readpage,
2070         .readahead      = blkdev_readahead,
2071         .writepage      = blkdev_writepage,
2072         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2073         .write_end      = blkdev_write_end,
2074         .writepages     = blkdev_writepages,
2075         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2076         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2077         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2078         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2079 };
2080
2081 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2082                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2083                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2084
2085 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2086                              loff_t len)
2087 {
2088         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2089         struct address_space *mapping;
2090         loff_t end = start + len - 1;
2091         loff_t isize;
2092         int error;
2093
2094         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2095         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2096                 return -EOPNOTSUPP;
2097
2098         /* Don't go off the end of the device. */
2099         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2100         if (start >= isize)
2101                 return -EINVAL;
2102         if (end >= isize) {
2103                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2104                         len = isize - start;
2105                         end = start + len - 1;
2106                 } else
2107                         return -EINVAL;
2108         }
2109
2110         /*
2111          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2112          */
2113         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2114                 return -EINVAL;
2115
2116         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2117         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2118         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2119
2120         switch (mode) {
2121         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2122         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2123                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2124                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2125                 break;
2126         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2127                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2128                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2129                 break;
2130         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2131                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2132                                              GFP_KERNEL, 0);
2133                 break;
2134         default:
2135                 return -EOPNOTSUPP;
2136         }
2137         if (error)
2138                 return error;
2139
2140         /*
2141          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2142          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2143          * inclusive, so the rounding here is safe.
2144          */
2145         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2146                                              start >> PAGE_SHIFT,
2147                                              end >> PAGE_SHIFT);
2148 }
2149
2150 const struct file_operations def_blk_fops = {
2151         .open           = blkdev_open,
2152         .release        = blkdev_close,
2153         .llseek         = block_llseek,
2154         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2155         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2156         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2157         .mmap           = generic_file_mmap,
2158         .fsync          = blkdev_fsync,
2159         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2160 #ifdef CONFIG_COMPAT
2161         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2162 #endif
2163         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2164         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2165         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2166 };
2167
2168 /**
2169  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2170  * @pathname:   special file representing the block device
2171  *
2172  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2173  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2174  * otherwise.
2175  */
2176 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2177 {
2178         struct block_device *bdev;
2179         struct inode *inode;
2180         struct path path;
2181         int error;
2182
2183         if (!pathname || !*pathname)
2184                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2185
2186         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2187         if (error)
2188                 return ERR_PTR(error);
2189
2190         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2191         error = -ENOTBLK;
2192         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2193                 goto fail;
2194         error = -EACCES;
2195         if (!may_open_dev(&path))
2196                 goto fail;
2197         error = -ENOMEM;
2198         bdev = bd_acquire(inode);
2199         if (!bdev)
2200                 goto fail;
2201 out:
2202         path_put(&path);
2203         return bdev;
2204 fail:
2205         bdev = ERR_PTR(error);
2206         goto out;
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2209
2210 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2211 {
2212         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2213         int res = 0;
2214
2215         if (sb) {
2216                 /*
2217                  * no need to lock the super, get_super holds the
2218                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2219                  * under us (->put_super runs with the write lock
2220                  * hold).
2221                  */
2222                 shrink_dcache_sb(sb);
2223                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2224                 drop_super(sb);
2225         }
2226         invalidate_bdev(bdev);
2227         return res;
2228 }
2229 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2230
2231 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2232 {
2233         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2234
2235         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2236         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2237                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2238                 struct block_device *bdev;
2239
2240                 spin_lock(&inode->i_lock);
2241                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2242                     mapping->nrpages == 0) {
2243                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2244                         continue;
2245                 }
2246                 __iget(inode);
2247                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2248                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2249                 /*
2250                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2251                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2252                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2253                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2254                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2255                  * later.
2256                  */
2257                 iput(old_inode);
2258                 old_inode = inode;
2259                 bdev = I_BDEV(inode);
2260
2261                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2262                 if (bdev->bd_openers)
2263                         func(bdev, arg);
2264                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2265
2266                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2267         }
2268         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2269         iput(old_inode);
2270 }