fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/dax.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/uio.h>
  29 #include <linux/namei.h>
  30 #include <linux/log2.h>
  31 #include <linux/cleancache.h>
  32 #include <linux/dax.h>
  33 #include <linux/badblocks.h>
  34 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  35 #include <linux/falloc.h>
  36 #include <linux/uaccess.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 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  58 {
  59         struct va_format vaf;
  60         va_list args;
  61
  62         va_start(args, fmt);
  63         vaf.fmt = fmt;
  64         vaf.va = &args;
  65         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  66         va_end(args);
  67 }
  68
  69 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  70 {
  71         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  72         int ret;
  73
  74         spin_lock(&inode->i_lock);
  75         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  76                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  77                 ret = write_inode_now(inode, true);
  78                 if (ret) {
  79                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  80                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  81                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  82                                             bdevname(bdev, name), ret);
  83                 }
  84                 spin_lock(&inode->i_lock);
  85         }
  86         spin_unlock(&inode->i_lock);
  87 }
  88
  89 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  90 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  95                 return;
  96
  97         invalidate_bh_lrus();
  98         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  99 }
 100 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
 101
 102 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 103 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 104 {
 105         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 106
 107         if (mapping->nrpages) {
 108                 invalidate_bh_lrus();
 109                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 110                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 111         }
 112         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 113          * But, for the strange corners, lets be cautious
 114          */
 115         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 116 }
 117 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 118
 119 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 120 {
 121         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 122         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 123
 124         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 125                 if (size & bsize)
 126                         break;
 127                 bsize <<= 1;
 128         }
 129         bdev->bd_block_size = bsize;
 130         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 131 }
 132
 133 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 134 {
 135         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 136         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 137                 return -EINVAL;
 138
 139         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 140         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 141                 return -EINVAL;
 142
 143         /* Don't change the size if it is same as current */
 144         if (bdev->bd_block_size != size) {
 145                 sync_blockdev(bdev);
 146                 bdev->bd_block_size = size;
 147                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 148                 kill_bdev(bdev);
 149         }
 150         return 0;
 151 }
 152
 153 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 154
 155 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 156 {
 157         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 158                 return 0;
 159         /* If we get here, we know size is power of two
 160          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 161         sb->s_blocksize = size;
 162         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 163         return sb->s_blocksize;
 164 }
 165
 166 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 167
 168 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 169 {
 170         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 171         if (size < minsize)
 172                 size = minsize;
 173         return sb_set_blocksize(sb, size);
 174 }
 175
 176 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 177
 178 static int
 179 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 180                 struct buffer_head *bh, int create)
 181 {
 182         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 183         bh->b_blocknr = iblock;
 184         set_buffer_mapped(bh);
 185         return 0;
 186 }
 187
 188 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 189 {
 190         return file->f_mapping->host;
 191 }
 192
 193 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 194 {
 195         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 196
 197         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 198         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 199                 op |= REQ_FUA;
 200         return op;
 201 }
 202
 203 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 204
 205 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 206 {
 207         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 208
 209         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 210         wake_up_process(waiter);
 211 }
 212
 213 static ssize_t
 214 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 215                 int nr_pages)
 216 {
 217         struct file *file = iocb->ki_filp;
 218         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 219         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 220         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 221         bool should_dirty = false;
 222         struct bio bio;
 223         ssize_t ret;
 224         blk_qc_t qc;
 225         int i;
 226
 227         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 228             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 229                 return -EINVAL;
 230
 231         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 232                 vecs = inline_vecs;
 233         else {
 234                 vecs = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct bio_vec), GFP_KERNEL);
 235                 if (!vecs)
 236                         return -ENOMEM;
 237         }
 238
 239         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 240         bio_set_dev(&bio, bdev);
 241         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 242         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 243         bio.bi_private = current;
 244         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 245
 246         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 247         if (unlikely(ret))
 248                 goto out;
 249         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 250
 251         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 252                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 253                 if (iter_is_iovec(iter))
 254                         should_dirty = true;
 255         } else {
 256                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 257                 task_io_account_write(ret);
 258         }
 259
 260         qc = submit_bio(&bio);
 261         for (;;) {
 262                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 263                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 264                         break;
 265                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 266                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 267                         io_schedule();
 268         }
 269         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 270
 271         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 272                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 273                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 274                 put_page(bvec->bv_page);
 275         }
 276
 277         if (unlikely(bio.bi_status))
 278                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 279
 280 out:
 281         if (vecs != inline_vecs)
 282                 kfree(vecs);
 283
 284         bio_uninit(&bio);
 285
 286         return ret;
 287 }
 288
 289 struct blkdev_dio {
 290         union {
 291                 struct kiocb            *iocb;
 292                 struct task_struct      *waiter;
 293         };
 294         size_t                  size;
 295         atomic_t                ref;
 296         bool                    multi_bio : 1;
 297         bool                    should_dirty : 1;
 298         bool                    is_sync : 1;
 299         struct bio              bio;
 300 };
 301
 302 static struct bio_set *blkdev_dio_pool __read_mostly;
 303
 304 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 305 {
 306         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 307         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 308
 309         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 310                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 311
 312         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 313                 if (!dio->is_sync) {
 314                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 315                         ssize_t ret;
 316
 317                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 318                                 ret = dio->size;
 319                                 iocb->ki_pos += ret;
 320                         } else {
 321                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 322                         }
 323
 324                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 325                         bio_put(&dio->bio);
 326                 } else {
 327                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 328
 329                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 330                         wake_up_process(waiter);
 331                 }
 332         }
 333
 334         if (should_dirty) {
 335                 bio_check_pages_dirty(bio);
 336         } else {
 337                 struct bio_vec *bvec;
 338                 int i;
 339
 340                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 341                         put_page(bvec->bv_page);
 342                 bio_put(bio);
 343         }
 344 }
 345
 346 static ssize_t
 347 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 348 {
 349         struct file *file = iocb->ki_filp;
 350         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 351         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 352         struct blk_plug plug;
 353         struct blkdev_dio *dio;
 354         struct bio *bio;
 355         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 356         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 357         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 358         int ret = 0;
 359
 360         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 361             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 362                 return -EINVAL;
 363
 364         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, blkdev_dio_pool);
 365         bio_get(bio); /* extra ref for the completion handler */
 366
 367         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 368         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 369         if (dio->is_sync)
 370                 dio->waiter = current;
 371         else
 372                 dio->iocb = iocb;
 373
 374         dio->size = 0;
 375         dio->multi_bio = false;
 376         dio->should_dirty = is_read && (iter->type == ITER_IOVEC);
 377
 378         blk_start_plug(&plug);
 379         for (;;) {
 380                 bio_set_dev(bio, bdev);
 381                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 382                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 383                 bio->bi_private = dio;
 384                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 385
 386                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 387                 if (unlikely(ret)) {
 388                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 389                         bio_endio(bio);
 390                         break;
 391                 }
 392
 393                 if (is_read) {
 394                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 395                         if (dio->should_dirty)
 396                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 397                 } else {
 398                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 399                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 400                 }
 401
 402                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 403                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 404
 405                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 406                 if (!nr_pages) {
 407                         qc = submit_bio(bio);
 408                         break;
 409                 }
 410
 411                 if (!dio->multi_bio) {
 412                         dio->multi_bio = true;
 413                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 414                 } else {
 415                         atomic_inc(&dio->ref);
 416                 }
 417
 418                 submit_bio(bio);
 419                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 420         }
 421         blk_finish_plug(&plug);
 422
 423         if (!is_sync)
 424                 return -EIOCBQUEUED;
 425
 426         for (;;) {
 427                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 428                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 429                         break;
 430
 431                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 432                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 433                         io_schedule();
 434         }
 435         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 436
 437         if (!ret)
 438                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 439         if (likely(!ret))
 440                 ret = dio->size;
 441
 442         bio_put(&dio->bio);
 443         return ret;
 444 }
 445
 446 static ssize_t
 447 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 448 {
 449         int nr_pages;
 450
 451         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 452         if (!nr_pages)
 453                 return 0;
 454         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 455                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 456
 457         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 458 }
 459
 460 static __init int blkdev_init(void)
 461 {
 462         blkdev_dio_pool = bioset_create(4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 463         if (!blkdev_dio_pool)
 464                 return -ENOMEM;
 465         return 0;
 466 }
 467 module_init(blkdev_init);
 468
 469 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 470 {
 471         if (!bdev)
 472                 return 0;
 473         if (!wait)
 474                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 475         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 480  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 481  */
 482 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 483 {
 484         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 485 }
 486 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 487
 488 /*
 489  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 490  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 491  * device.  Takes the superblock lock.
 492  */
 493 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 494 {
 495         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 496         if (sb) {
 497                 int res = sync_filesystem(sb);
 498                 drop_super(sb);
 499                 return res;
 500         }
 501         return sync_blockdev(bdev);
 502 }
 503 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 504
 505 /**
 506  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 507  * @bdev:       blockdevice to lock
 508  *
 509  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 510  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 511  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 512  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 513  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 514  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 515  * actually.
 516  */
 517 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 518 {
 519         struct super_block *sb;
 520         int error = 0;
 521
 522         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 523         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 524                 /*
 525                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 526                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 527                  * thaw_bdev drops it.
 528                  */
 529                 sb = get_super(bdev);
 530                 if (sb)
 531                         drop_super(sb);
 532                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 533                 return sb;
 534         }
 535
 536         sb = get_active_super(bdev);
 537         if (!sb)
 538                 goto out;
 539         if (sb->s_op->freeze_super)
 540                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 541         else
 542                 error = freeze_super(sb);
 543         if (error) {
 544                 deactivate_super(sb);
 545                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 546                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 547                 return ERR_PTR(error);
 548         }
 549         deactivate_super(sb);
 550  out:
 551         sync_blockdev(bdev);
 552         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 553         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 554 }
 555 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 556
 557 /**
 558  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 559  * @bdev:       blockdevice to unlock
 560  * @sb:         associated superblock
 561  *
 562  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 563  */
 564 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 565 {
 566         int error = -EINVAL;
 567
 568         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 569         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 570                 goto out;
 571
 572         error = 0;
 573         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 574                 goto out;
 575
 576         if (!sb)
 577                 goto out;
 578
 579         if (sb->s_op->thaw_super)
 580                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 581         else
 582                 error = thaw_super(sb);
 583         if (error)
 584                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 585 out:
 586         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 587         return error;
 588 }
 589 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 590
 591 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 592 {
 593         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 594 }
 595
 596 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 597 {
 598         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 599 }
 600
 601 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 602                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 603 {
 604         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 605 }
 606
 607 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 608                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 609                         struct page **pagep, void **fsdata)
 610 {
 611         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 612                                  blkdev_get_block);
 613 }
 614
 615 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 616                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 617                         struct page *page, void *fsdata)
 618 {
 619         int ret;
 620         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 621
 622         unlock_page(page);
 623         put_page(page);
 624
 625         return ret;
 626 }
 627
 628 /*
 629  * private llseek:
 630  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 631  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 632  */
 633 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 634 {
 635         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 636         loff_t retval;
 637
 638         inode_lock(bd_inode);
 639         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 640         inode_unlock(bd_inode);
 641         return retval;
 642 }
 643
 644 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 645 {
 646         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 647         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 648         int error;
 649
 650         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 651         if (error)
 652                 return error;
 653
 654         /*
 655          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 656          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 657          * O_SYNC writers to a block device.
 658          */
 659         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 660         if (error == -EOPNOTSUPP)
 661                 error = 0;
 662
 663         return error;
 664 }
 665 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 666
 667 /**
 668  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 669  * @bdev: The device to read the page from
 670  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 671  * @page: The page to read
 672  *
 673  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 674  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 675  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 676  *
 677  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 678  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 679  * than propagate an error back up the stack.
 680  *
 681  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 682  */
 683 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 684                         struct page *page)
 685 {
 686         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 687         int result = -EOPNOTSUPP;
 688
 689         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 690                 return result;
 691
 692         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 693         if (result)
 694                 return result;
 695         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 696         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 697         return result;
 698 }
 699 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 700
 701 /**
 702  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 703  * @bdev: The device to write the page to
 704  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 705  * @page: The page to write
 706  * @wbc: The writeback_control for the write
 707  *
 708  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 709  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 710  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 711  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 712  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 713  *
 714  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 715  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 716  * than propagate an error back up the stack.
 717  *
 718  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 719  */
 720 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 721                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 722 {
 723         int result;
 724         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 725
 726         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 727                 return -EOPNOTSUPP;
 728         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 729         if (result)
 730                 return result;
 731
 732         set_page_writeback(page);
 733         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 734         if (result) {
 735                 end_page_writeback(page);
 736         } else {
 737                 clean_page_buffers(page);
 738                 unlock_page(page);
 739         }
 740         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 741         return result;
 742 }
 743 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 744
 745 /*
 746  * pseudo-fs
 747  */
 748
 749 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 750 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 751
 752 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 753 {
 754         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 755         if (!ei)
 756                 return NULL;
 757         return &ei->vfs_inode;
 758 }
 759
 760 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 761 {
 762         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 763         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 764
 765         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 766 }
 767
 768 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 769 {
 770         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 771 }
 772
 773 static void init_once(void *foo)
 774 {
 775         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 776         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 777
 778         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 779         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 780         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 781 #ifdef CONFIG_SYSFS
 782         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 783 #endif
 784         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 785         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 786         /* Initialize mutex for freeze. */
 787         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 788 }
 789
 790 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 791 {
 792         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 793         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 794         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 795         clear_inode(inode);
 796         spin_lock(&bdev_lock);
 797         list_del_init(&bdev->bd_list);
 798         spin_unlock(&bdev_lock);
 799         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 800         inode_detach_wb(inode);
 801         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 802                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 803                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 804         }
 805 }
 806
 807 static const struct super_operations bdev_sops = {
 808         .statfs = simple_statfs,
 809         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 810         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 811         .drop_inode = generic_delete_inode,
 812         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 813 };
 814
 815 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 816         int flags, const char *dev_name, void *data)
 817 {
 818         struct dentry *dent;
 819         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 820         if (!IS_ERR(dent))
 821                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 822         return dent;
 823 }
 824
 825 static struct file_system_type bd_type = {
 826         .name           = "bdev",
 827         .mount          = bd_mount,
 828         .kill_sb        = kill_anon_super,
 829 };
 830
 831 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 832 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 833
 834 void __init bdev_cache_init(void)
 835 {
 836         int err;
 837         static struct vfsmount *bd_mnt;
 838
 839         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 840                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 841                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 842                         init_once);
 843         err = register_filesystem(&bd_type);
 844         if (err)
 845                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 846         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 847         if (IS_ERR(bd_mnt))
 848                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 849         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 854  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 855  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 856  */
 857 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 858 {
 859         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 860 }
 861
 862 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 863 {
 864         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 865 }
 866
 867 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 868 {
 869         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 870         return 0;
 871 }
 872
 873 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 874
 875 /*
 876  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 877  * as soon as last inode reference is dropped.
 878  */
 879 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 880 {
 881         struct inode *inode;
 882
 883         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 884         if (inode) {
 885                 remove_inode_hash(inode);
 886                 iput(inode);
 887         }
 888 }
 889
 890 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 891 {
 892         struct block_device *bdev;
 893         struct inode *inode;
 894
 895         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 896                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 897
 898         if (!inode)
 899                 return NULL;
 900
 901         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 902
 903         if (inode->i_state & I_NEW) {
 904                 bdev->bd_contains = NULL;
 905                 bdev->bd_super = NULL;
 906                 bdev->bd_inode = inode;
 907                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 908                 bdev->bd_part_count = 0;
 909                 bdev->bd_invalidated = 0;
 910                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 911                 inode->i_rdev = dev;
 912                 inode->i_bdev = bdev;
 913                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 914                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 915                 spin_lock(&bdev_lock);
 916                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 917                 spin_unlock(&bdev_lock);
 918                 unlock_new_inode(inode);
 919         }
 920         return bdev;
 921 }
 922
 923 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 924
 925 /**
 926  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 927  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 928  */
 929 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 930 {
 931         ihold(bdev->bd_inode);
 932         return bdev;
 933 }
 934 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 935
 936 long nr_blockdev_pages(void)
 937 {
 938         struct block_device *bdev;
 939         long ret = 0;
 940         spin_lock(&bdev_lock);
 941         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 942                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 943         }
 944         spin_unlock(&bdev_lock);
 945         return ret;
 946 }
 947
 948 void bdput(struct block_device *bdev)
 949 {
 950         iput(bdev->bd_inode);
 951 }
 952
 953 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 954
 955 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 956 {
 957         struct block_device *bdev;
 958
 959         spin_lock(&bdev_lock);
 960         bdev = inode->i_bdev;
 961         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 962                 bdgrab(bdev);
 963                 spin_unlock(&bdev_lock);
 964                 return bdev;
 965         }
 966         spin_unlock(&bdev_lock);
 967
 968         /*
 969          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 970          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 971          * up block device inode again just in case new device got
 972          * reestablished under the same device number.
 973          */
 974         if (bdev)
 975                 bd_forget(inode);
 976
 977         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 978         if (bdev) {
 979                 spin_lock(&bdev_lock);
 980                 if (!inode->i_bdev) {
 981                         /*
 982                          * We take an additional reference to bd_inode,
 983                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 984                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 985                          * without igrab().
 986                          */
 987                         bdgrab(bdev);
 988                         inode->i_bdev = bdev;
 989                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 990                 }
 991                 spin_unlock(&bdev_lock);
 992         }
 993         return bdev;
 994 }
 995
 996 /* Call when you free inode */
 997
 998 void bd_forget(struct inode *inode)
 999 {
1000         struct block_device *bdev = NULL;
1001
1002         spin_lock(&bdev_lock);
1003         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1004                 bdev = inode->i_bdev;
1005         inode->i_bdev = NULL;
1006         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1007         spin_unlock(&bdev_lock);
1008
1009         if (bdev)
1010                 bdput(bdev);
1011 }
1012
1013 /**
1014  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1015  * @bdev: block device of interest
1016  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1017  * @holder: holder trying to claim @bdev
1018  *
1019  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1020  *
1021  * CONTEXT:
1022  * spin_lock(&bdev_lock).
1023  *
1024  * RETURNS:
1025  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1026  */
1027 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1028                          void *holder)
1029 {
1030         if (bdev->bd_holder == holder)
1031                 return true;     /* already a holder */
1032         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1033                 return false;    /* held by someone else */
1034         else if (whole == bdev)
1035                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1036
1037         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1038                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1039         else if (whole->bd_holder != NULL)
1040                 return false;    /* is a partition of a held device */
1041         else
1042                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1043 }
1044
1045 /**
1046  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1047  * @bdev: block device of interest
1048  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1049  * @holder: holder trying to claim @bdev
1050  *
1051  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1052  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1053  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1054  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1055  *
1056  * CONTEXT:
1057  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1058  * it multiple times.
1059  *
1060  * RETURNS:
1061  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1062  */
1063 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1064                                struct block_device *whole, void *holder)
1065 {
1066 retry:
1067         /* if someone else claimed, fail */
1068         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1069                 return -EBUSY;
1070
1071         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1072         if (whole->bd_claiming) {
1073                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1074                 DEFINE_WAIT(wait);
1075
1076                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1077                 spin_unlock(&bdev_lock);
1078                 schedule();
1079                 finish_wait(wq, &wait);
1080                 spin_lock(&bdev_lock);
1081                 goto retry;
1082         }
1083
1084         /* yay, all mine */
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 /**
1089  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1090  * @bdev: block device of interest
1091  * @holder: holder trying to claim @bdev
1092  *
1093  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1094  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1095  * successful call to this function must be matched with a call to
1096  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1097  * fail).
1098  *
1099  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1100  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1101  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1102  * access but may subsequently fail.
1103  *
1104  * CONTEXT:
1105  * Might sleep.
1106  *
1107  * RETURNS:
1108  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1109  * value on failure.
1110  */
1111 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1112                                               void *holder)
1113 {
1114         struct gendisk *disk;
1115         struct block_device *whole;
1116         int partno, err;
1117
1118         might_sleep();
1119
1120         /*
1121          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1122          * and grab the outer block device the hard way.
1123          */
1124         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1125         if (!disk)
1126                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1127
1128         /*
1129          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1130          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1131          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1132          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1133          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1134          * way.
1135          */
1136         if (partno)
1137                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1138         else
1139                 whole = bdgrab(bdev);
1140
1141         module_put(disk->fops->owner);
1142         put_disk(disk);
1143         if (!whole)
1144                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1145
1146         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1147         spin_lock(&bdev_lock);
1148
1149         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1150         if (err == 0) {
1151                 whole->bd_claiming = holder;
1152                 spin_unlock(&bdev_lock);
1153                 return whole;
1154         } else {
1155                 spin_unlock(&bdev_lock);
1156                 bdput(whole);
1157                 return ERR_PTR(err);
1158         }
1159 }
1160
1161 #ifdef CONFIG_SYSFS
1162 struct bd_holder_disk {
1163         struct list_head        list;
1164         struct gendisk          *disk;
1165         int                     refcnt;
1166 };
1167
1168 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1169                                                   struct gendisk *disk)
1170 {
1171         struct bd_holder_disk *holder;
1172
1173         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1174                 if (holder->disk == disk)
1175                         return holder;
1176         return NULL;
1177 }
1178
1179 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1180 {
1181         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1182 }
1183
1184 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1185 {
1186         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1187 }
1188
1189 /**
1190  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1191  * @bdev: the claimed slave bdev
1192  * @disk: the holding disk
1193  *
1194  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1195  *
1196  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1197  *
1198  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1199  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1200  *
1201  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1202  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1203  *
1204  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1205  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1206  *
1207  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1208  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1209  * lifetime of these symlinks.
1210  *
1211  * CONTEXT:
1212  * Might sleep.
1213  *
1214  * RETURNS:
1215  * 0 on success, -errno on failure.
1216  */
1217 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1218 {
1219         struct bd_holder_disk *holder;
1220         int ret = 0;
1221
1222         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1223
1224         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1225
1226         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1227         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1228                 goto out_unlock;
1229
1230         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1231         if (holder) {
1232                 holder->refcnt++;
1233                 goto out_unlock;
1234         }
1235
1236         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1237         if (!holder) {
1238                 ret = -ENOMEM;
1239                 goto out_unlock;
1240         }
1241
1242         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1243         holder->disk = disk;
1244         holder->refcnt = 1;
1245
1246         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1247         if (ret)
1248                 goto out_free;
1249
1250         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1251         if (ret)
1252                 goto out_del;
1253         /*
1254          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1255          * the holder directory.  Hold on to it.
1256          */
1257         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1258
1259         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1260         goto out_unlock;
1261
1262 out_del:
1263         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1264 out_free:
1265         kfree(holder);
1266 out_unlock:
1267         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1268         return ret;
1269 }
1270 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1271
1272 /**
1273  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1274  * @bdev: the calimed slave bdev
1275  * @disk: the holding disk
1276  *
1277  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1278  *
1279  * CONTEXT:
1280  * Might sleep.
1281  */
1282 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1283 {
1284         struct bd_holder_disk *holder;
1285
1286         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1287
1288         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1289
1290         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1291                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1292                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1293                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1294                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1295                 list_del_init(&holder->list);
1296                 kfree(holder);
1297         }
1298
1299         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1302 #endif
1303
1304 /**
1305  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1306  *
1307  * @bdev:      struct block device to be flushed
1308  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1309  *
1310  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1311  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1312  * resize.
1313  */
1314 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1315 {
1316         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1317                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1318                        "resized disk %s\n",
1319                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1320         }
1321
1322         if (!bdev->bd_disk)
1323                 return;
1324         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1325                 bdev->bd_invalidated = 1;
1326 }
1327
1328 /**
1329  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1330  * @disk: struct gendisk to check
1331  * @bdev: struct bdev to adjust.
1332  *
1333  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1334  * and adjusts it if it differs.
1335  */
1336 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1337 {
1338         loff_t disk_size, bdev_size;
1339
1340         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1341         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1342         if (disk_size != bdev_size) {
1343                 printk(KERN_INFO
1344                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1345                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1346                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1347                 flush_disk(bdev, false);
1348         }
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1351
1352 /**
1353  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1354  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1355  *
1356  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1357  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1358  * for all revalidate_disk operations.
1359  */
1360 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1361 {
1362         struct block_device *bdev;
1363         int ret = 0;
1364
1365         if (disk->fops->revalidate_disk)
1366                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1367         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1368         if (!bdev)
1369                 return ret;
1370
1371         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1372         check_disk_size_change(disk, bdev);
1373         bdev->bd_invalidated = 0;
1374         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1375         bdput(bdev);
1376         return ret;
1377 }
1378 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1379
1380 /*
1381  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1382  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1383  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1384  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1385  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1386  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1387  * to lose :-)
1388  */
1389 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1390 {
1391         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1392         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1393         unsigned int events;
1394
1395         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1396                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1397         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1398                 return 0;
1399
1400         flush_disk(bdev, true);
1401         if (bdops->revalidate_disk)
1402                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1403         return 1;
1404 }
1405
1406 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1407
1408 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1409 {
1410         inode_lock(bdev->bd_inode);
1411         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1412         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1413 }
1414 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1415
1416 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1417
1418 /*
1419  * bd_mutex locking:
1420  *
1421  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1422  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1423  */
1424
1425 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1426 {
1427         struct gendisk *disk;
1428         struct module *owner;
1429         int ret;
1430         int partno;
1431         int perm = 0;
1432
1433         if (mode & FMODE_READ)
1434                 perm |= MAY_READ;
1435         if (mode & FMODE_WRITE)
1436                 perm |= MAY_WRITE;
1437         /*
1438          * hooks: /n/, see "layering violations".
1439          */
1440         if (!for_part) {
1441                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1442                 if (ret != 0)
1443                         return ret;
1444         }
1445
1446  restart:
1447
1448         ret = -ENXIO;
1449         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1450         if (!disk)
1451                 goto out;
1452         owner = disk->fops->owner;
1453
1454         disk_block_events(disk);
1455         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1456         if (!bdev->bd_openers) {
1457                 bdev->bd_disk = disk;
1458                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1459                 bdev->bd_contains = bdev;
1460                 bdev->bd_partno = partno;
1461
1462                 if (!partno) {
1463                         ret = -ENXIO;
1464                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1465                         if (!bdev->bd_part)
1466                                 goto out_clear;
1467
1468                         ret = 0;
1469                         if (disk->fops->open) {
1470                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1471                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1472                                         /* Lost a race with 'disk' being
1473                                          * deleted, try again.
1474                                          * See md.c
1475                                          */
1476                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1477                                         bdev->bd_part = NULL;
1478                                         bdev->bd_disk = NULL;
1479                                         bdev->bd_queue = NULL;
1480                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1481                                         disk_unblock_events(disk);
1482                                         put_disk(disk);
1483                                         module_put(owner);
1484                                         goto restart;
1485                                 }
1486                         }
1487
1488                         if (!ret) {
1489                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1490                                 set_init_blocksize(bdev);
1491                         }
1492
1493                         /*
1494                          * If the device is invalidated, rescan partition
1495                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1496                          * The latter is necessary to prevent ghost
1497                          * partitions on a removed medium.
1498                          */
1499                         if (bdev->bd_invalidated) {
1500                                 if (!ret)
1501                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1502                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1503                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1504                         }
1505
1506                         if (ret)
1507                                 goto out_clear;
1508                 } else {
1509                         struct block_device *whole;
1510                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1511                         ret = -ENOMEM;
1512                         if (!whole)
1513                                 goto out_clear;
1514                         BUG_ON(for_part);
1515                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1516                         if (ret) {
1517                                 bdput(whole);
1518                                 goto out_clear;
1519                         }
1520                         bdev->bd_contains = whole;
1521                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1522                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1523                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1524                                 ret = -ENXIO;
1525                                 goto out_clear;
1526                         }
1527                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1528                         set_init_blocksize(bdev);
1529                 }
1530
1531                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1532                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1533         } else {
1534                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1535                         ret = 0;
1536                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1537                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1538                         /* the same as first opener case, read comment there */
1539                         if (bdev->bd_invalidated) {
1540                                 if (!ret)
1541                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1542                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1543                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1544                         }
1545                         if (ret)
1546                                 goto out_unlock_bdev;
1547                 }
1548                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1549                 put_disk(disk);
1550                 module_put(owner);
1551         }
1552         bdev->bd_openers++;
1553         if (for_part)
1554                 bdev->bd_part_count++;
1555         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1556         disk_unblock_events(disk);
1557         return 0;
1558
1559  out_clear:
1560         disk_put_part(bdev->bd_part);
1561         bdev->bd_disk = NULL;
1562         bdev->bd_part = NULL;
1563         bdev->bd_queue = NULL;
1564         if (bdev != bdev->bd_contains)
1565                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1566         bdev->bd_contains = NULL;
1567  out_unlock_bdev:
1568         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1569         disk_unblock_events(disk);
1570         put_disk(disk);
1571         module_put(owner);
1572  out:
1573
1574         return ret;
1575 }
1576
1577 /**
1578  * blkdev_get - open a block device
1579  * @bdev: block_device to open
1580  * @mode: FMODE_* mask
1581  * @holder: exclusive holder identifier
1582  *
1583  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1584  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1585  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1586  *
1587  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1588  * @bdev is put.
1589  *
1590  * CONTEXT:
1591  * Might sleep.
1592  *
1593  * RETURNS:
1594  * 0 on success, -errno on failure.
1595  */
1596 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1597 {
1598         struct block_device *whole = NULL;
1599         int res;
1600
1601         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1602
1603         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1604                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1605                 if (IS_ERR(whole)) {
1606                         bdput(bdev);
1607                         return PTR_ERR(whole);
1608                 }
1609         }
1610
1611         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1612
1613         if (whole) {
1614                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1615
1616                 /* finish claiming */
1617                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1618                 spin_lock(&bdev_lock);
1619
1620                 if (!res) {
1621                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1622                         /*
1623                          * Note that for a whole device bd_holders
1624                          * will be incremented twice, and bd_holder
1625                          * will be set to bd_may_claim before being
1626                          * set to holder
1627                          */
1628                         whole->bd_holders++;
1629                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1630                         bdev->bd_holders++;
1631                         bdev->bd_holder = holder;
1632                 }
1633
1634                 /* tell others that we're done */
1635                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1636                 whole->bd_claiming = NULL;
1637                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1638
1639                 spin_unlock(&bdev_lock);
1640
1641                 /*
1642                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1643                  * write holder makes the write_holder state stick until
1644                  * all are released.  This is good enough and tracking
1645                  * individual writeable reference is too fragile given the
1646                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1647                  */
1648                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1649                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1650                         bdev->bd_write_holder = true;
1651                         disk_block_events(disk);
1652                 }
1653
1654                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1655                 bdput(whole);
1656         }
1657
1658         if (res)
1659                 bdput(bdev);
1660
1661         return res;
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1664
1665 /**
1666  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1667  * @path: path to the block device to open
1668  * @mode: FMODE_* mask
1669  * @holder: exclusive holder identifier
1670  *
1671  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1672  * and @holder are identical to blkdev_get().
1673  *
1674  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1675  *
1676  * CONTEXT:
1677  * Might sleep.
1678  *
1679  * RETURNS:
1680  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1681  */
1682 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1683                                         void *holder)
1684 {
1685         struct block_device *bdev;
1686         int err;
1687
1688         bdev = lookup_bdev(path);
1689         if (IS_ERR(bdev))
1690                 return bdev;
1691
1692         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1693         if (err)
1694                 return ERR_PTR(err);
1695
1696         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1697                 blkdev_put(bdev, mode);
1698                 return ERR_PTR(-EACCES);
1699         }
1700
1701         return bdev;
1702 }
1703 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1704
1705 /**
1706  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1707  * @dev: device number of block device to open
1708  * @mode: FMODE_* mask
1709  * @holder: exclusive holder identifier
1710  *
1711  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1712  * @holder are identical to blkdev_get().
1713  *
1714  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1715  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1716  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1717  * ever need it - reconsider your API.
1718  *
1719  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1720  *
1721  * CONTEXT:
1722  * Might sleep.
1723  *
1724  * RETURNS:
1725  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1726  */
1727 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1728 {
1729         struct block_device *bdev;
1730         int err;
1731
1732         bdev = bdget(dev);
1733         if (!bdev)
1734                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1735
1736         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1737         if (err)
1738                 return ERR_PTR(err);
1739
1740         return bdev;
1741 }
1742 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1743
1744 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1745 {
1746         struct block_device *bdev;
1747
1748         /*
1749          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1750          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1751          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1752          * during an unstable branch.
1753          */
1754         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1755
1756         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1757
1758         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1759                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1760         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1761                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1762         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1763                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1764
1765         bdev = bd_acquire(inode);
1766         if (bdev == NULL)
1767                 return -ENOMEM;
1768
1769         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1770         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1771
1772         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1773 }
1774
1775 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1776 {
1777         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1778         struct block_device *victim = NULL;
1779
1780         /*
1781          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1782          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1783          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1784          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1785          * syncs while holding the mutex.
1786          */
1787         if (bdev->bd_openers == 1)
1788                 sync_blockdev(bdev);
1789
1790         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1791         if (for_part)
1792                 bdev->bd_part_count--;
1793
1794         if (!--bdev->bd_openers) {
1795                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1796                 sync_blockdev(bdev);
1797                 kill_bdev(bdev);
1798
1799                 bdev_write_inode(bdev);
1800         }
1801         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1802                 if (disk->fops->release)
1803                         disk->fops->release(disk, mode);
1804         }
1805         if (!bdev->bd_openers) {
1806                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1807
1808                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1809                 bdev->bd_part = NULL;
1810                 bdev->bd_disk = NULL;
1811                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1812                         victim = bdev->bd_contains;
1813                 bdev->bd_contains = NULL;
1814
1815                 put_disk(disk);
1816                 module_put(owner);
1817         }
1818         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1819         bdput(bdev);
1820         if (victim)
1821                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1822 }
1823
1824 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1825 {
1826         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1827
1828         if (mode & FMODE_EXCL) {
1829                 bool bdev_free;
1830
1831                 /*
1832                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1833                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1834                  * synchronize disk_holder unlinking.
1835                  */
1836                 spin_lock(&bdev_lock);
1837
1838                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1839                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1840
1841                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1842                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1843                         bdev->bd_holder = NULL;
1844                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1845                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1846
1847                 spin_unlock(&bdev_lock);
1848
1849                 /*
1850                  * If this was the last claim, remove holder link and
1851                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1852                  */
1853                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1854                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1855                         bdev->bd_write_holder = false;
1856                 }
1857         }
1858
1859         /*
1860          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1861          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1862          * from userland - e.g. eject(1).
1863          */
1864         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1865
1866         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1867
1868         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1869 }
1870 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1871
1872 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1873 {
1874         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1875         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1880 {
1881         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1882         fmode_t mode = file->f_mode;
1883
1884         /*
1885          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1886          * to updated it before every ioctl.
1887          */
1888         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1889                 mode |= FMODE_NDELAY;
1890         else
1891                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1892
1893         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1898  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1899  *
1900  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1901  * use.
1902  */
1903 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1904 {
1905         struct file *file = iocb->ki_filp;
1906         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1907         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1908         struct blk_plug plug;
1909         size_t shorted = 0;
1910         ssize_t ret;
1911
1912         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1913                 return -EPERM;
1914
1915         if (!iov_iter_count(from))
1916                 return 0;
1917
1918         if (iocb->ki_pos >= size)
1919                 return -ENOSPC;
1920
1921         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1922                 return -EOPNOTSUPP;
1923
1924         size -= iocb->ki_pos;
1925         if (iov_iter_count(from) > size) {
1926                 shorted = iov_iter_count(from) - size;
1927                 iov_iter_truncate(from, size);
1928         }
1929
1930         blk_start_plug(&plug);
1931         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1932         if (ret > 0)
1933                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1934         iov_iter_reexpand(from, iov_iter_count(from) + shorted);
1935         blk_finish_plug(&plug);
1936         return ret;
1937 }
1938 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1939
1940 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1941 {
1942         struct file *file = iocb->ki_filp;
1943         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1944         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1945         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1946         size_t shorted = 0;
1947         ssize_t ret;
1948
1949         if (pos >= size)
1950                 return 0;
1951
1952         size -= pos;
1953         if (iov_iter_count(to) > size) {
1954                 shorted = iov_iter_count(to) - size;
1955                 iov_iter_truncate(to, size);
1956         }
1957
1958         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
1959         iov_iter_reexpand(to, iov_iter_count(to) + shorted);
1960         return ret;
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1963
1964 /*
1965  * Try to release a page associated with block device when the system
1966  * is under memory pressure.
1967  */
1968 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1969 {
1970         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1971
1972         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1973                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1974
1975         return try_to_free_buffers(page);
1976 }
1977
1978 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1979                              struct writeback_control *wbc)
1980 {
1981         if (dax_mapping(mapping)) {
1982                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1983
1984                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1985         }
1986         return generic_writepages(mapping, wbc);
1987 }
1988
1989 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1990         .readpage       = blkdev_readpage,
1991         .readpages      = blkdev_readpages,
1992         .writepage      = blkdev_writepage,
1993         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1994         .write_end      = blkdev_write_end,
1995         .writepages     = blkdev_writepages,
1996         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1997         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1998         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1999 };
2000
2001 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2002                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2003                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2004
2005 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2006                              loff_t len)
2007 {
2008         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2009         struct address_space *mapping;
2010         loff_t end = start + len - 1;
2011         loff_t isize;
2012         int error;
2013
2014         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2015         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2016                 return -EOPNOTSUPP;
2017
2018         /* Don't go off the end of the device. */
2019         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2020         if (start >= isize)
2021                 return -EINVAL;
2022         if (end >= isize) {
2023                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2024                         len = isize - start;
2025                         end = start + len - 1;
2026                 } else
2027                         return -EINVAL;
2028         }
2029
2030         /*
2031          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2032          */
2033         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2034                 return -EINVAL;
2035
2036         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2037         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2038         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2039
2040         switch (mode) {
2041         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2042         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2043                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2044                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2045                 break;
2046         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2047                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2048                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2049                 break;
2050         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2051                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2052                                              GFP_KERNEL, 0);
2053                 break;
2054         default:
2055                 return -EOPNOTSUPP;
2056         }
2057         if (error)
2058                 return error;
2059
2060         /*
2061          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2062          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2063          * inclusive, so the rounding here is safe.
2064          */
2065         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2066                                              start >> PAGE_SHIFT,
2067                                              end >> PAGE_SHIFT);
2068 }
2069
2070 const struct file_operations def_blk_fops = {
2071         .open           = blkdev_open,
2072         .release        = blkdev_close,
2073         .llseek         = block_llseek,
2074         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2075         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2076         .mmap           = generic_file_mmap,
2077         .fsync          = blkdev_fsync,
2078         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2079 #ifdef CONFIG_COMPAT
2080         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2081 #endif
2082         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2083         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2084         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2085 };
2086
2087 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2088 {
2089         int res;
2090         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2091         set_fs(KERNEL_DS);
2092         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2093         set_fs(old_fs);
2094         return res;
2095 }
2096
2097 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2098
2099 /**
2100  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2101  * @pathname:   special file representing the block device
2102  *
2103  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2104  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2105  * otherwise.
2106  */
2107 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2108 {
2109         struct block_device *bdev;
2110         struct inode *inode;
2111         struct path path;
2112         int error;
2113
2114         if (!pathname || !*pathname)
2115                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2116
2117         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2118         if (error)
2119                 return ERR_PTR(error);
2120
2121         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2122         error = -ENOTBLK;
2123         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2124                 goto fail;
2125         error = -EACCES;
2126         if (!may_open_dev(&path))
2127                 goto fail;
2128         error = -ENOMEM;
2129         bdev = bd_acquire(inode);
2130         if (!bdev)
2131                 goto fail;
2132 out:
2133         path_put(&path);
2134         return bdev;
2135 fail:
2136         bdev = ERR_PTR(error);
2137         goto out;
2138 }
2139 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2140
2141 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2142 {
2143         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2144         int res = 0;
2145
2146         if (sb) {
2147                 /*
2148                  * no need to lock the super, get_super holds the
2149                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2150                  * under us (->put_super runs with the write lock
2151                  * hold).
2152                  */
2153                 shrink_dcache_sb(sb);
2154                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2155                 drop_super(sb);
2156         }
2157         invalidate_bdev(bdev);
2158         return res;
2159 }
2160 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2161
2162 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2163 {
2164         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2165
2166         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2167         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2168                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2169                 struct block_device *bdev;
2170
2171                 spin_lock(&inode->i_lock);
2172                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2173                     mapping->nrpages == 0) {
2174                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2175                         continue;
2176                 }
2177                 __iget(inode);
2178                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2179                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2180                 /*
2181                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2182                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2183                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2184                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2185                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2186                  * later.
2187                  */
2188                 iput(old_inode);
2189                 old_inode = inode;
2190                 bdev = I_BDEV(inode);
2191
2192                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2193                 if (bdev->bd_openers)
2194                         func(bdev, arg);
2195                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2196
2197                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2198         }
2199         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2200         iput(old_inode);
2201 }