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