block: remove i_bdev
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / block_dev.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/fs/block_dev.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
6  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
7  */
8
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/mm.h>
11 #include <linux/fcntl.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/kmod.h>
14 #include <linux/major.h>
15 #include <linux/device_cgroup.h>
16 #include <linux/highmem.h>
17 #include <linux/blkdev.h>
18 #include <linux/backing-dev.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/blkpg.h>
21 #include <linux/magic.h>
22 #include <linux/buffer_head.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/pagevec.h>
25 #include <linux/writeback.h>
26 #include <linux/mpage.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/pseudo_fs.h>
29 #include <linux/uio.h>
30 #include <linux/namei.h>
31 #include <linux/log2.h>
32 #include <linux/cleancache.h>
33 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
34 #include <linux/falloc.h>
35 #include <linux/uaccess.h>
36 #include <linux/suspend.h>
37 #include "internal.h"
38
39 struct bdev_inode {
40         struct block_device bdev;
41         struct inode vfs_inode;
42 };
43
44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
45
46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
47 {
48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
49 }
50
51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
52 {
53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
54 }
55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
56
57 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
58 {
59         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
60         int ret;
61
62         spin_lock(&inode->i_lock);
63         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
64                 spin_unlock(&inode->i_lock);
65                 ret = write_inode_now(inode, true);
66                 if (ret) {
67                         char name[BDEVNAME_SIZE];
68                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
69                                             "for block device %s (err=%d).\n",
70                                             bdevname(bdev, name), ret);
71                 }
72                 spin_lock(&inode->i_lock);
73         }
74         spin_unlock(&inode->i_lock);
75 }
76
77 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
78 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
79 {
80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
81
82         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
83                 return;
84
85         invalidate_bh_lrus();
86         truncate_inode_pages(mapping, 0);
87 }
88
89 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
90 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
91 {
92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
93
94         if (mapping->nrpages) {
95                 invalidate_bh_lrus();
96                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
97                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
98         }
99         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
100          * But, for the strange corners, lets be cautious
101          */
102         cleancache_invalidate_inode(mapping);
103 }
104 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
105
106 /*
107  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
108  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
109  */
110 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
111                         loff_t lstart, loff_t lend)
112 {
113         struct block_device *claimed_bdev = NULL;
114         int err;
115
116         /*
117          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
118          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
119          * under live filesystem.
120          */
121         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
122                 claimed_bdev = bdev->bd_contains;
123                 err = bd_prepare_to_claim(bdev, claimed_bdev,
124                                           truncate_bdev_range);
125                 if (err)
126                         return err;
127         }
128         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
129         if (claimed_bdev)
130                 bd_abort_claiming(bdev, claimed_bdev, truncate_bdev_range);
131         return 0;
132 }
133 EXPORT_SYMBOL(truncate_bdev_range);
134
135 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
136 {
137         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
138 }
139
140 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
141 {
142         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
143         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
144                 return -EINVAL;
145
146         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
147         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
148                 return -EINVAL;
149
150         /* Don't change the size if it is same as current */
151         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
152                 sync_blockdev(bdev);
153                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
154                 kill_bdev(bdev);
155         }
156         return 0;
157 }
158
159 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
160
161 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
162 {
163         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
164                 return 0;
165         /* If we get here, we know size is power of two
166          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
167         sb->s_blocksize = size;
168         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
169         return sb->s_blocksize;
170 }
171
172 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
173
174 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
175 {
176         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
177         if (size < minsize)
178                 size = minsize;
179         return sb_set_blocksize(sb, size);
180 }
181
182 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
183
184 static int
185 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
186                 struct buffer_head *bh, int create)
187 {
188         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
189         bh->b_blocknr = iblock;
190         set_buffer_mapped(bh);
191         return 0;
192 }
193
194 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
195 {
196         return file->f_mapping->host;
197 }
198
199 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
200 {
201         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
202
203         /* avoid the need for a I/O completion work item */
204         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
205                 op |= REQ_FUA;
206         return op;
207 }
208
209 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
210
211 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
212 {
213         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
214
215         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
216         blk_wake_io_task(waiter);
217 }
218
219 static ssize_t
220 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
221                 int nr_pages)
222 {
223         struct file *file = iocb->ki_filp;
224         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
225         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
226         loff_t pos = iocb->ki_pos;
227         bool should_dirty = false;
228         struct bio bio;
229         ssize_t ret;
230         blk_qc_t qc;
231
232         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
233             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
234                 return -EINVAL;
235
236         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
237                 vecs = inline_vecs;
238         else {
239                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
240                                      GFP_KERNEL);
241                 if (!vecs)
242                         return -ENOMEM;
243         }
244
245         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
246         bio_set_dev(&bio, bdev);
247         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
248         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
249         bio.bi_private = current;
250         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
251         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
252
253         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
254         if (unlikely(ret))
255                 goto out;
256         ret = bio.bi_iter.bi_size;
257
258         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
259                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
260                 if (iter_is_iovec(iter))
261                         should_dirty = true;
262         } else {
263                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
264                 task_io_account_write(ret);
265         }
266         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
267                 bio_set_polled(&bio, iocb);
268
269         qc = submit_bio(&bio);
270         for (;;) {
271                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
272                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
273                         break;
274                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
275                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
276                         blk_io_schedule();
277         }
278         __set_current_state(TASK_RUNNING);
279
280         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
281         if (unlikely(bio.bi_status))
282                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
283
284 out:
285         if (vecs != inline_vecs)
286                 kfree(vecs);
287
288         bio_uninit(&bio);
289
290         return ret;
291 }
292
293 struct blkdev_dio {
294         union {
295                 struct kiocb            *iocb;
296                 struct task_struct      *waiter;
297         };
298         size_t                  size;
299         atomic_t                ref;
300         bool                    multi_bio : 1;
301         bool                    should_dirty : 1;
302         bool                    is_sync : 1;
303         struct bio              bio;
304 };
305
306 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
307
308 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
309 {
310         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
311         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
312
313         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
314 }
315
316 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
317 {
318         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
319         bool should_dirty = dio->should_dirty;
320
321         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
322                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
323
324         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
325                 if (!dio->is_sync) {
326                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
327                         ssize_t ret;
328
329                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
330                                 ret = dio->size;
331                                 iocb->ki_pos += ret;
332                         } else {
333                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
334                         }
335
336                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
337                         if (dio->multi_bio)
338                                 bio_put(&dio->bio);
339                 } else {
340                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
341
342                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
343                         blk_wake_io_task(waiter);
344                 }
345         }
346
347         if (should_dirty) {
348                 bio_check_pages_dirty(bio);
349         } else {
350                 bio_release_pages(bio, false);
351                 bio_put(bio);
352         }
353 }
354
355 static ssize_t
356 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
357 {
358         struct file *file = iocb->ki_filp;
359         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
360         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
361         struct blk_plug plug;
362         struct blkdev_dio *dio;
363         struct bio *bio;
364         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
365         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
366         loff_t pos = iocb->ki_pos;
367         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
368         int ret = 0;
369
370         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
371             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
372                 return -EINVAL;
373
374         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
375
376         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
377         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
378         if (dio->is_sync) {
379                 dio->waiter = current;
380                 bio_get(bio);
381         } else {
382                 dio->iocb = iocb;
383         }
384
385         dio->size = 0;
386         dio->multi_bio = false;
387         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
388
389         /*
390          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
391          * to issue
392          */
393         if (!is_poll)
394                 blk_start_plug(&plug);
395
396         for (;;) {
397                 bio_set_dev(bio, bdev);
398                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
399                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
400                 bio->bi_private = dio;
401                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
402                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
403
404                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
405                 if (unlikely(ret)) {
406                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
407                         bio_endio(bio);
408                         break;
409                 }
410
411                 if (is_read) {
412                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
413                         if (dio->should_dirty)
414                                 bio_set_pages_dirty(bio);
415                 } else {
416                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
417                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
418                 }
419
420                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
421                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
422
423                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
424                 if (!nr_pages) {
425                         bool polled = false;
426
427                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
428                                 bio_set_polled(bio, iocb);
429                                 polled = true;
430                         }
431
432                         qc = submit_bio(bio);
433
434                         if (polled)
435                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
436                         break;
437                 }
438
439                 if (!dio->multi_bio) {
440                         /*
441                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
442                          * structure which is embedded into the first bio
443                          * stays around.
444                          */
445                         if (!is_sync)
446                                 bio_get(bio);
447                         dio->multi_bio = true;
448                         atomic_set(&dio->ref, 2);
449                 } else {
450                         atomic_inc(&dio->ref);
451                 }
452
453                 submit_bio(bio);
454                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
455         }
456
457         if (!is_poll)
458                 blk_finish_plug(&plug);
459
460         if (!is_sync)
461                 return -EIOCBQUEUED;
462
463         for (;;) {
464                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
465                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
466                         break;
467
468                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
469                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
470                         blk_io_schedule();
471         }
472         __set_current_state(TASK_RUNNING);
473
474         if (!ret)
475                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
476         if (likely(!ret))
477                 ret = dio->size;
478
479         bio_put(&dio->bio);
480         return ret;
481 }
482
483 static ssize_t
484 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
485 {
486         int nr_pages;
487
488         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
489         if (!nr_pages)
490                 return 0;
491         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
492                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
493
494         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
495 }
496
497 static __init int blkdev_init(void)
498 {
499         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
500 }
501 module_init(blkdev_init);
502
503 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
504 {
505         if (!bdev)
506                 return 0;
507         if (!wait)
508                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
509         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
510 }
511
512 /*
513  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
514  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
515  */
516 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
517 {
518         return __sync_blockdev(bdev, 1);
519 }
520 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
521
522 /*
523  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
524  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
525  * device.  Takes the superblock lock.
526  */
527 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
528 {
529         struct super_block *sb = get_super(bdev);
530         if (sb) {
531                 int res = sync_filesystem(sb);
532                 drop_super(sb);
533                 return res;
534         }
535         return sync_blockdev(bdev);
536 }
537 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
538
539 /**
540  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
541  * @bdev:       blockdevice to lock
542  *
543  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
544  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
545  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
546  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
547  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
548  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
549  * actually.
550  */
551 int freeze_bdev(struct block_device *bdev)
552 {
553         struct super_block *sb;
554         int error = 0;
555
556         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
557         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1)
558                 goto done;
559
560         sb = get_active_super(bdev);
561         if (!sb)
562                 goto sync;
563         if (sb->s_op->freeze_super)
564                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
565         else
566                 error = freeze_super(sb);
567         deactivate_super(sb);
568
569         if (error) {
570                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
571                 goto done;
572         }
573         bdev->bd_fsfreeze_sb = sb;
574
575 sync:
576         sync_blockdev(bdev);
577 done:
578         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
579         return error;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
582
583 /**
584  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
585  * @bdev:       blockdevice to unlock
586  *
587  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
588  */
589 int thaw_bdev(struct block_device *bdev)
590 {
591         struct super_block *sb;
592         int error = -EINVAL;
593
594         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
595         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
596                 goto out;
597
598         error = 0;
599         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
600                 goto out;
601
602         sb = bdev->bd_fsfreeze_sb;
603         if (!sb)
604                 goto out;
605
606         if (sb->s_op->thaw_super)
607                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
608         else
609                 error = thaw_super(sb);
610         if (error)
611                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
612 out:
613         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
614         return error;
615 }
616 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
617
618 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
619 {
620         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
621 }
622
623 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
624 {
625         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
626 }
627
628 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
629 {
630         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
631 }
632
633 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
634                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
635                         struct page **pagep, void **fsdata)
636 {
637         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
638                                  blkdev_get_block);
639 }
640
641 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
642                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
643                         struct page *page, void *fsdata)
644 {
645         int ret;
646         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
647
648         unlock_page(page);
649         put_page(page);
650
651         return ret;
652 }
653
654 /*
655  * private llseek:
656  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
657  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
658  */
659 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
660 {
661         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
662         loff_t retval;
663
664         inode_lock(bd_inode);
665         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
666         inode_unlock(bd_inode);
667         return retval;
668 }
669         
670 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
671 {
672         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
673         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
674         int error;
675         
676         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
677         if (error)
678                 return error;
679
680         /*
681          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
682          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
683          * O_SYNC writers to a block device.
684          */
685         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL);
686         if (error == -EOPNOTSUPP)
687                 error = 0;
688
689         return error;
690 }
691 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
692
693 /**
694  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
695  * @bdev: The device to read the page from
696  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
697  * @page: The page to read
698  *
699  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
700  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
701  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
702  *
703  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
704  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
705  * than propagate an error back up the stack.
706  *
707  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
708  */
709 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
710                         struct page *page)
711 {
712         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
713         int result = -EOPNOTSUPP;
714
715         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
716                 return result;
717
718         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
719         if (result)
720                 return result;
721         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
722                               REQ_OP_READ);
723         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
724         return result;
725 }
726
727 /**
728  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
729  * @bdev: The device to write the page to
730  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
731  * @page: The page to write
732  * @wbc: The writeback_control for the write
733  *
734  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
735  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
736  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
737  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
738  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
739  *
740  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
741  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
742  * than propagate an error back up the stack.
743  *
744  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
745  */
746 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
747                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
748 {
749         int result;
750         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
751
752         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
753                 return -EOPNOTSUPP;
754         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
755         if (result)
756                 return result;
757
758         set_page_writeback(page);
759         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
760                               REQ_OP_WRITE);
761         if (result) {
762                 end_page_writeback(page);
763         } else {
764                 clean_page_buffers(page);
765                 unlock_page(page);
766         }
767         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
768         return result;
769 }
770
771 /*
772  * pseudo-fs
773  */
774
775 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
776 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
777
778 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
779 {
780         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
781         if (!ei)
782                 return NULL;
783         return &ei->vfs_inode;
784 }
785
786 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
787 {
788         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
789 }
790
791 static void init_once(void *foo)
792 {
793         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
794         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
795
796         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
797         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
798 #ifdef CONFIG_SYSFS
799         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
800 #endif
801         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
802         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
803         /* Initialize mutex for freeze. */
804         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
805 }
806
807 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
808 {
809         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
810         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
811         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
812         clear_inode(inode);
813         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
814         inode_detach_wb(inode);
815         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
816                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
817                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
818         }
819 }
820
821 static const struct super_operations bdev_sops = {
822         .statfs = simple_statfs,
823         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
824         .free_inode = bdev_free_inode,
825         .drop_inode = generic_delete_inode,
826         .evict_inode = bdev_evict_inode,
827 };
828
829 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
830 {
831         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
832         if (!ctx)
833                 return -ENOMEM;
834         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
835         ctx->ops = &bdev_sops;
836         return 0;
837 }
838
839 static struct file_system_type bd_type = {
840         .name           = "bdev",
841         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
842         .kill_sb        = kill_anon_super,
843 };
844
845 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
846 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
847
848 void __init bdev_cache_init(void)
849 {
850         int err;
851         static struct vfsmount *bd_mnt;
852
853         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
854                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
855                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
856                         init_once);
857         err = register_filesystem(&bd_type);
858         if (err)
859                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
860         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
861         if (IS_ERR(bd_mnt))
862                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
863         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
864 }
865
866 static struct block_device *bdget(dev_t dev)
867 {
868         struct block_device *bdev;
869         struct inode *inode;
870
871         inode = iget_locked(blockdev_superblock, dev);
872         if (!inode)
873                 return NULL;
874
875         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
876
877         if (inode->i_state & I_NEW) {
878                 spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
879                 bdev->bd_contains = NULL;
880                 bdev->bd_super = NULL;
881                 bdev->bd_inode = inode;
882                 bdev->bd_part_count = 0;
883                 bdev->bd_dev = dev;
884                 inode->i_mode = S_IFBLK;
885                 inode->i_rdev = dev;
886                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
887                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
888                 unlock_new_inode(inode);
889         }
890         return bdev;
891 }
892
893 /**
894  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
895  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
896  *
897  * Returns the block_device with an additional reference when successful,
898  * or NULL if the inode is already beeing freed.
899  */
900 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
901 {
902         if (!igrab(bdev->bd_inode))
903                 return NULL;
904         return bdev;
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
907
908 struct block_device *bdget_part(struct hd_struct *part)
909 {
910         return bdget(part_devt(part));
911 }
912
913 long nr_blockdev_pages(void)
914 {
915         struct inode *inode;
916         long ret = 0;
917
918         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
919         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
920                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
921         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
922
923         return ret;
924 }
925
926 void bdput(struct block_device *bdev)
927 {
928         iput(bdev->bd_inode);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL(bdput);
931  
932 /**
933  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
934  * @bdev: block device of interest
935  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
936  * @holder: holder trying to claim @bdev
937  *
938  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
939  *
940  * CONTEXT:
941  * spin_lock(&bdev_lock).
942  *
943  * RETURNS:
944  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
945  */
946 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
947                          void *holder)
948 {
949         if (bdev->bd_holder == holder)
950                 return true;     /* already a holder */
951         else if (bdev->bd_holder != NULL)
952                 return false;    /* held by someone else */
953         else if (whole == bdev)
954                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
955
956         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
957                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
958         else if (whole->bd_holder != NULL)
959                 return false;    /* is a partition of a held device */
960         else
961                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
962 }
963
964 /**
965  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
966  * @bdev: block device of interest
967  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
968  * @holder: holder trying to claim @bdev
969  *
970  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
971  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
972  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
973  *
974  * RETURNS:
975  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
976  */
977 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
978                 void *holder)
979 {
980 retry:
981         spin_lock(&bdev_lock);
982         /* if someone else claimed, fail */
983         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
984                 spin_unlock(&bdev_lock);
985                 return -EBUSY;
986         }
987
988         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
989         if (whole->bd_claiming) {
990                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
991                 DEFINE_WAIT(wait);
992
993                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
994                 spin_unlock(&bdev_lock);
995                 schedule();
996                 finish_wait(wq, &wait);
997                 goto retry;
998         }
999
1000         /* yay, all mine */
1001         whole->bd_claiming = holder;
1002         spin_unlock(&bdev_lock);
1003         return 0;
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
1006
1007 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1008 {
1009         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1010
1011         if (!disk)
1012                 return NULL;
1013         /*
1014          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1015          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1016          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1017          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1018          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1019          * which is bad.
1020          */
1021         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1022                 put_disk_and_module(disk);
1023                 return NULL;
1024         }
1025         return disk;
1026 }
1027
1028 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1029 {
1030         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1031         /* tell others that we're done */
1032         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1033         whole->bd_claiming = NULL;
1034         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1035 }
1036
1037 /**
1038  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1039  * @bdev: block device of interest
1040  * @whole: whole block device
1041  * @holder: holder that has claimed @bdev
1042  *
1043  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1044  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1045  */
1046 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev,
1047                 struct block_device *whole, void *holder)
1048 {
1049         spin_lock(&bdev_lock);
1050         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1051         /*
1052          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1053          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1054          */
1055         whole->bd_holders++;
1056         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1057         bdev->bd_holders++;
1058         bdev->bd_holder = holder;
1059         bd_clear_claiming(whole, holder);
1060         spin_unlock(&bdev_lock);
1061 }
1062
1063 /**
1064  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1065  * @bdev: block device of interest
1066  * @whole: whole block device
1067  * @holder: holder that has claimed @bdev
1068  *
1069  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1070  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1071  * to block other exclusive openers for a while.
1072  */
1073 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1074                        void *holder)
1075 {
1076         spin_lock(&bdev_lock);
1077         bd_clear_claiming(whole, holder);
1078         spin_unlock(&bdev_lock);
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1081
1082 #ifdef CONFIG_SYSFS
1083 struct bd_holder_disk {
1084         struct list_head        list;
1085         struct gendisk          *disk;
1086         int                     refcnt;
1087 };
1088
1089 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1090                                                   struct gendisk *disk)
1091 {
1092         struct bd_holder_disk *holder;
1093
1094         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1095                 if (holder->disk == disk)
1096                         return holder;
1097         return NULL;
1098 }
1099
1100 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1101 {
1102         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1103 }
1104
1105 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1106 {
1107         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1108 }
1109
1110 /**
1111  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1112  * @bdev: the claimed slave bdev
1113  * @disk: the holding disk
1114  *
1115  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1116  *
1117  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1118  *
1119  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1120  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1121  *
1122  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1123  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1124  *
1125  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1126  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1127  *
1128  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1129  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1130  * lifetime of these symlinks.
1131  *
1132  * CONTEXT:
1133  * Might sleep.
1134  *
1135  * RETURNS:
1136  * 0 on success, -errno on failure.
1137  */
1138 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1139 {
1140         struct bd_holder_disk *holder;
1141         int ret = 0;
1142
1143         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1144
1145         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1146
1147         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1148         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1149                 goto out_unlock;
1150
1151         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1152         if (holder) {
1153                 holder->refcnt++;
1154                 goto out_unlock;
1155         }
1156
1157         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1158         if (!holder) {
1159                 ret = -ENOMEM;
1160                 goto out_unlock;
1161         }
1162
1163         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1164         holder->disk = disk;
1165         holder->refcnt = 1;
1166
1167         ret = add_symlink(disk->slave_dir, bdev_kobj(bdev));
1168         if (ret)
1169                 goto out_free;
1170
1171         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1172         if (ret)
1173                 goto out_del;
1174         /*
1175          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1176          * the holder directory.  Hold on to it.
1177          */
1178         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1179
1180         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1181         goto out_unlock;
1182
1183 out_del:
1184         del_symlink(disk->slave_dir, bdev_kobj(bdev));
1185 out_free:
1186         kfree(holder);
1187 out_unlock:
1188         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1189         return ret;
1190 }
1191 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1192
1193 /**
1194  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1195  * @bdev: the calimed slave bdev
1196  * @disk: the holding disk
1197  *
1198  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1199  *
1200  * CONTEXT:
1201  * Might sleep.
1202  */
1203 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1204 {
1205         struct bd_holder_disk *holder;
1206
1207         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1208
1209         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1210
1211         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1212                 del_symlink(disk->slave_dir, bdev_kobj(bdev));
1213                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1214                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1215                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1216                 list_del_init(&holder->list);
1217                 kfree(holder);
1218         }
1219
1220         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1221 }
1222 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1223 #endif
1224
1225 /**
1226  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1227  * @disk: struct gendisk to check
1228  * @bdev: struct bdev to adjust.
1229  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1230  *
1231  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1232  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1233  * are freed.
1234  */
1235 static void check_disk_size_change(struct gendisk *disk,
1236                 struct block_device *bdev, bool verbose)
1237 {
1238         loff_t disk_size, bdev_size;
1239
1240         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
1241         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1242         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1243         if (disk_size != bdev_size) {
1244                 if (verbose) {
1245                         printk(KERN_INFO
1246                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1247                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1248                 }
1249                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1250         }
1251         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * revalidate_disk_size - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1256  * @disk: struct gendisk to check
1257  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1258  *
1259  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1260  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1261  * are freed.
1262  */
1263 void revalidate_disk_size(struct gendisk *disk, bool verbose)
1264 {
1265         struct block_device *bdev;
1266
1267         /*
1268          * Hidden disks don't have associated bdev so there's no point in
1269          * revalidating them.
1270          */
1271         if (disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)
1272                 return;
1273
1274         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1275         if (bdev) {
1276                 check_disk_size_change(disk, bdev, verbose);
1277                 bdput(bdev);
1278         }
1279 }
1280
1281 void bd_set_nr_sectors(struct block_device *bdev, sector_t sectors)
1282 {
1283         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
1284         i_size_write(bdev->bd_inode, (loff_t)sectors << SECTOR_SHIFT);
1285         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
1286 }
1287 EXPORT_SYMBOL(bd_set_nr_sectors);
1288
1289 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1290
1291 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1292 {
1293         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1294         int ret;
1295
1296         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1297
1298         clear_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &bdev->bd_disk->state);
1299
1300 rescan:
1301         ret = blk_drop_partitions(bdev);
1302         if (ret)
1303                 return ret;
1304
1305         /*
1306          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1307          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1308          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1309          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1310          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1311          * userspace for this particular setup.
1312          */
1313         if (invalidate) {
1314                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1315                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1316                         set_capacity(disk, 0);
1317         } else {
1318                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1319                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1320         }
1321
1322         check_disk_size_change(disk, bdev, !invalidate);
1323
1324         if (get_capacity(disk)) {
1325                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1326                 if (ret == -EAGAIN)
1327                         goto rescan;
1328         } else if (invalidate) {
1329                 /*
1330                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1331                  * changed.
1332                  */
1333                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1334         }
1335
1336         return ret;
1337 }
1338 /*
1339  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1340  * code!
1341  */
1342 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1343
1344 /*
1345  * bd_mutex locking:
1346  *
1347  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1348  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1349  */
1350 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk,
1351                 int partno, fmode_t mode)
1352 {
1353         int ret;
1354
1355         if (!bdev->bd_openers) {
1356                 bdev->bd_disk = disk;
1357                 bdev->bd_contains = bdev;
1358                 bdev->bd_partno = partno;
1359
1360                 if (!partno) {
1361                         ret = -ENXIO;
1362                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1363                         if (!bdev->bd_part)
1364                                 goto out_clear;
1365
1366                         ret = 0;
1367                         if (disk->fops->open)
1368                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1369
1370                         if (!ret) {
1371                                 bd_set_nr_sectors(bdev, get_capacity(disk));
1372                                 set_init_blocksize(bdev);
1373                         }
1374
1375                         /*
1376                          * If the device is invalidated, rescan partition
1377                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1378                          * The latter is necessary to prevent ghost
1379                          * partitions on a removed medium.
1380                          */
1381                         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state) &&
1382                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1383                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1384
1385                         if (ret)
1386                                 goto out_clear;
1387                 } else {
1388                         struct block_device *whole = bdget_disk(disk, 0);
1389
1390                         mutex_lock_nested(&whole->bd_mutex, 1);
1391                         ret = __blkdev_get(whole, disk, 0, mode);
1392                         if (ret) {
1393                                 mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1394                                 bdput(whole);
1395                                 goto out_clear;
1396                         }
1397                         whole->bd_part_count++;
1398                         mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1399
1400                         bdev->bd_contains = whole;
1401                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1402                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1403                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1404                                 __blkdev_put(whole, mode, 1);
1405                                 bdput(whole);
1406                                 ret = -ENXIO;
1407                                 goto out_clear;
1408                         }
1409                         bd_set_nr_sectors(bdev, bdev->bd_part->nr_sects);
1410                         set_init_blocksize(bdev);
1411                 }
1412
1413                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1414                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1415         } else {
1416                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1417                         ret = 0;
1418                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1419                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1420                         /* the same as first opener case, read comment there */
1421                         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state) &&
1422                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1423                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1424                         if (ret)
1425                                 return ret;
1426                 }
1427         }
1428         bdev->bd_openers++;
1429         return 0;
1430
1431  out_clear:
1432         disk_put_part(bdev->bd_part);
1433         bdev->bd_disk = NULL;
1434         bdev->bd_part = NULL;
1435         bdev->bd_contains = NULL;
1436         return ret;
1437 }
1438
1439 /**
1440  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1441  * @dev: device number of block device to open
1442  * @mode: FMODE_* mask
1443  * @holder: exclusive holder identifier
1444  *
1445  * Open the block device described by device number @dev. If @mode includes
1446  * %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.  Specifying
1447  * %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for
1448  * the same @holder.
1449  *
1450  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1451  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
1452  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
1453  *
1454  * CONTEXT:
1455  * Might sleep.
1456  *
1457  * RETURNS:
1458  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1459  */
1460 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1461 {
1462         struct block_device *claiming;
1463         bool unblock_events = true;
1464         struct block_device *bdev;
1465         struct gendisk *disk;
1466         int partno;
1467         int ret;
1468
1469         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
1470                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
1471                         ((mode & FMODE_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
1472                         ((mode & FMODE_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
1473         if (ret)
1474                 return ERR_PTR(ret);
1475
1476         bdev = bdget(dev);
1477         if (!bdev)
1478                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1479
1480         /*
1481          * If we lost a race with 'disk' being deleted, try again.  See md.c.
1482          */
1483 retry:
1484         ret = -ENXIO;
1485         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1486         if (!disk)
1487                 goto bdput;
1488
1489         if (mode & FMODE_EXCL) {
1490                 WARN_ON_ONCE(!holder);
1491         
1492                 ret = -ENOMEM;
1493                 claiming = bdget_disk(disk, 0);
1494                 if (!claiming)
1495                         goto put_disk;
1496                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, claiming, holder);
1497                 if (ret)
1498                         goto put_claiming;
1499         }
1500
1501         disk_block_events(disk);
1502
1503         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1504         ret =__blkdev_get(bdev, disk, partno, mode);
1505         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
1506                 ; /* nothing to do here */
1507         } else if (ret) {
1508                 bd_abort_claiming(bdev, claiming, holder);
1509         } else {
1510                 bd_finish_claiming(bdev, claiming, holder);
1511
1512                 /*
1513                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
1514                  * holder makes the write_holder state stick until all are
1515                  * released.  This is good enough and tracking individual
1516                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
1517                  * used in blkdev_get/put().
1518                  */
1519                 if ((mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1520                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1521                         bdev->bd_write_holder = true;
1522                         unblock_events = false;
1523                 }
1524         }
1525         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1526
1527         if (unblock_events)
1528                 disk_unblock_events(disk);
1529
1530 put_claiming:
1531         if (mode & FMODE_EXCL)
1532                 bdput(claiming);
1533 put_disk:
1534         if (ret)
1535                 put_disk_and_module(disk);
1536         if (ret == -ERESTARTSYS)
1537                 goto retry;
1538 bdput:
1539         if (ret) {
1540                 bdput(bdev);
1541                 return ERR_PTR(ret);
1542         }
1543         return bdev;
1544 }
1545 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1546
1547 /**
1548  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1549  * @path: path to the block device to open
1550  * @mode: FMODE_* mask
1551  * @holder: exclusive holder identifier
1552  *
1553  * Open the block device described by the device file at @path.  If @mode
1554  * includes %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.
1555  * Specifying %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may
1556  * nest for the same @holder.
1557  *
1558  * CONTEXT:
1559  * Might sleep.
1560  *
1561  * RETURNS:
1562  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1563  */
1564 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1565                                         void *holder)
1566 {
1567         struct block_device *bdev;
1568         dev_t dev;
1569         int error;
1570
1571         error = lookup_bdev(path, &dev);
1572         if (error)
1573                 return ERR_PTR(error);
1574
1575         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder);
1576         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1577                 blkdev_put(bdev, mode);
1578                 return ERR_PTR(-EACCES);
1579         }
1580
1581         return bdev;
1582 }
1583 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1584
1585 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1586 {
1587         struct block_device *bdev;
1588
1589         /*
1590          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1591          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1592          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1593          * during an unstable branch.
1594          */
1595         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1596
1597         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC;
1598
1599         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1600                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1601         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1602                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1603         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1604                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1605
1606         bdev = blkdev_get_by_dev(inode->i_rdev, filp->f_mode, filp);
1607         if (IS_ERR(bdev))
1608                 return PTR_ERR(bdev);
1609         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1610         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1615 {
1616         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1617         struct block_device *victim = NULL;
1618
1619         /*
1620          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1621          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1622          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1623          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1624          * syncs while holding the mutex.
1625          */
1626         if (bdev->bd_openers == 1)
1627                 sync_blockdev(bdev);
1628
1629         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1630         if (for_part)
1631                 bdev->bd_part_count--;
1632
1633         if (!--bdev->bd_openers) {
1634                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1635                 sync_blockdev(bdev);
1636                 kill_bdev(bdev);
1637                 bdev_write_inode(bdev);
1638
1639                 if (!bdev_is_partition(bdev) && disk->fops->release)
1640                         disk->fops->release(disk, mode);
1641
1642                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1643                 bdev->bd_part = NULL;
1644                 bdev->bd_disk = NULL;
1645                 if (bdev_is_partition(bdev))
1646                         victim = bdev->bd_contains;
1647                 bdev->bd_contains = NULL;
1648         } else {
1649                 if (!bdev_is_partition(bdev) && disk->fops->release)
1650                         disk->fops->release(disk, mode);
1651         }
1652         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1653         if (victim) {
1654                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1655                 bdput(victim);
1656         }
1657 }
1658
1659 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1660 {
1661         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1662
1663         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1664
1665         if (mode & FMODE_EXCL) {
1666                 bool bdev_free;
1667
1668                 /*
1669                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1670                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1671                  * synchronize disk_holder unlinking.
1672                  */
1673                 spin_lock(&bdev_lock);
1674
1675                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1676                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1677
1678                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1679                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1680                         bdev->bd_holder = NULL;
1681                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1682                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1683
1684                 spin_unlock(&bdev_lock);
1685
1686                 /*
1687                  * If this was the last claim, remove holder link and
1688                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1689                  */
1690                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1691                         disk_unblock_events(disk);
1692                         bdev->bd_write_holder = false;
1693                 }
1694         }
1695
1696         /*
1697          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1698          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1699          * from userland - e.g. eject(1).
1700          */
1701         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1702
1703         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1704
1705         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1706         bdput(bdev);
1707         put_disk_and_module(disk);
1708 }
1709 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1710
1711 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1712 {
1713         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1714         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1715         return 0;
1716 }
1717
1718 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1719 {
1720         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1721         fmode_t mode = file->f_mode;
1722
1723         /*
1724          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1725          * to updated it before every ioctl.
1726          */
1727         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1728                 mode |= FMODE_NDELAY;
1729         else
1730                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1731
1732         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1737  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1738  *
1739  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1740  * use.
1741  */
1742 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1743 {
1744         struct file *file = iocb->ki_filp;
1745         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1746         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1747         struct blk_plug plug;
1748         ssize_t ret;
1749
1750         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1751                 return -EPERM;
1752
1753         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode->i_rdev))
1754                 return -ETXTBSY;
1755
1756         if (!iov_iter_count(from))
1757                 return 0;
1758
1759         if (iocb->ki_pos >= size)
1760                 return -ENOSPC;
1761
1762         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1763                 return -EOPNOTSUPP;
1764
1765         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1766
1767         blk_start_plug(&plug);
1768         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1769         if (ret > 0)
1770                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1771         blk_finish_plug(&plug);
1772         return ret;
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1775
1776 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1777 {
1778         struct file *file = iocb->ki_filp;
1779         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1780         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1781         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1782
1783         if (pos >= size)
1784                 return 0;
1785
1786         size -= pos;
1787         iov_iter_truncate(to, size);
1788         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1791
1792 /*
1793  * Try to release a page associated with block device when the system
1794  * is under memory pressure.
1795  */
1796 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1797 {
1798         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1799
1800         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1801                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1802
1803         return try_to_free_buffers(page);
1804 }
1805
1806 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1807                              struct writeback_control *wbc)
1808 {
1809         return generic_writepages(mapping, wbc);
1810 }
1811
1812 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1813         .readpage       = blkdev_readpage,
1814         .readahead      = blkdev_readahead,
1815         .writepage      = blkdev_writepage,
1816         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1817         .write_end      = blkdev_write_end,
1818         .writepages     = blkdev_writepages,
1819         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1820         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1821         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
1822         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1823 };
1824
1825 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1826                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1827                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1828
1829 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1830                              loff_t len)
1831 {
1832         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1833         loff_t end = start + len - 1;
1834         loff_t isize;
1835         int error;
1836
1837         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1838         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1839                 return -EOPNOTSUPP;
1840
1841         /* Don't go off the end of the device. */
1842         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1843         if (start >= isize)
1844                 return -EINVAL;
1845         if (end >= isize) {
1846                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1847                         len = isize - start;
1848                         end = start + len - 1;
1849                 } else
1850                         return -EINVAL;
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1855          */
1856         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1857                 return -EINVAL;
1858
1859         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1860         error = truncate_bdev_range(bdev, file->f_mode, start, end);
1861         if (error)
1862                 return error;
1863
1864         switch (mode) {
1865         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1866         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1867                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1868                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
1869                 break;
1870         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1871                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1872                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
1873                 break;
1874         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1875                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1876                                              GFP_KERNEL, 0);
1877                 break;
1878         default:
1879                 return -EOPNOTSUPP;
1880         }
1881         if (error)
1882                 return error;
1883
1884         /*
1885          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
1886          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
1887          * inclusive, so the rounding here is safe.
1888          */
1889         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
1890                                              start >> PAGE_SHIFT,
1891                                              end >> PAGE_SHIFT);
1892 }
1893
1894 const struct file_operations def_blk_fops = {
1895         .open           = blkdev_open,
1896         .release        = blkdev_close,
1897         .llseek         = block_llseek,
1898         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1899         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1900         .iopoll         = blkdev_iopoll,
1901         .mmap           = generic_file_mmap,
1902         .fsync          = blkdev_fsync,
1903         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1904 #ifdef CONFIG_COMPAT
1905         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1906 #endif
1907         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1908         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1909         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1910 };
1911
1912 /**
1913  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1914  * @pathname:   special file representing the block device
1915  *
1916  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1917  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1918  * otherwise.
1919  */
1920 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
1921 {
1922         struct inode *inode;
1923         struct path path;
1924         int error;
1925
1926         if (!pathname || !*pathname)
1927                 return -EINVAL;
1928
1929         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1930         if (error)
1931                 return error;
1932
1933         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1934         error = -ENOTBLK;
1935         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1936                 goto out_path_put;
1937         error = -EACCES;
1938         if (!may_open_dev(&path))
1939                 goto out_path_put;
1940
1941         *dev = inode->i_rdev;
1942         error = 0;
1943 out_path_put:
1944         path_put(&path);
1945         return error;
1946 }
1947 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1948
1949 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1950 {
1951         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1952         int res = 0;
1953
1954         if (sb) {
1955                 /*
1956                  * no need to lock the super, get_super holds the
1957                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1958                  * under us (->put_super runs with the write lock
1959                  * hold).
1960                  */
1961                 shrink_dcache_sb(sb);
1962                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1963                 drop_super(sb);
1964         }
1965         invalidate_bdev(bdev);
1966         return res;
1967 }
1968 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1969
1970 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1971 {
1972         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1973
1974         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1975         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1976                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1977                 struct block_device *bdev;
1978
1979                 spin_lock(&inode->i_lock);
1980                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1981                     mapping->nrpages == 0) {
1982                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1983                         continue;
1984                 }
1985                 __iget(inode);
1986                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1987                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1988                 /*
1989                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1990                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1991                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1992                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1993                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1994                  * later.
1995                  */
1996                 iput(old_inode);
1997                 old_inode = inode;
1998                 bdev = I_BDEV(inode);
1999
2000                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2001                 if (bdev->bd_openers)
2002                         func(bdev, arg);
2003                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2004
2005                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2006         }
2007         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2008         iput(old_inode);
2009 }