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 <[email protected]> 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 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 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 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  89
  90 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  91 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  92 {
  93         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  94
  95         if (mapping->nrpages) {
  96                 invalidate_bh_lrus();
  97                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  98                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  99         }
 100         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 101          * But, for the strange corners, lets be cautious
 102          */
 103         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 106
 107 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 108 {
 109         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 110         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 111
 112         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 113                 if (size & bsize)
 114                         break;
 115                 bsize <<= 1;
 116         }
 117         bdev->bd_block_size = bsize;
 118         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 119 }
 120
 121 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 122 {
 123         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 124         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 125                 return -EINVAL;
 126
 127         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 128         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 129                 return -EINVAL;
 130
 131         /* Don't change the size if it is same as current */
 132         if (bdev->bd_block_size != size) {
 133                 sync_blockdev(bdev);
 134                 bdev->bd_block_size = size;
 135                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 136                 kill_bdev(bdev);
 137         }
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 142
 143 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 144 {
 145         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 146                 return 0;
 147         /* If we get here, we know size is power of two
 148          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 149         sb->s_blocksize = size;
 150         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 151         return sb->s_blocksize;
 152 }
 153
 154 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 155
 156 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 157 {
 158         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 159         if (size < minsize)
 160                 size = minsize;
 161         return sb_set_blocksize(sb, size);
 162 }
 163
 164 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 165
 166 static int
 167 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 168                 struct buffer_head *bh, int create)
 169 {
 170         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 171         bh->b_blocknr = iblock;
 172         set_buffer_mapped(bh);
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 177 {
 178         return file->f_mapping->host;
 179 }
 180
 181 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 182 {
 183         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 184
 185         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 186         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 187                 op |= REQ_FUA;
 188         return op;
 189 }
 190
 191 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 192
 193 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 194 {
 195         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 196
 197         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 198         blk_wake_io_task(waiter);
 199 }
 200
 201 static ssize_t
 202 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 203                 int nr_pages)
 204 {
 205         struct file *file = iocb->ki_filp;
 206         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 207         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 208         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 209         bool should_dirty = false;
 210         struct bio bio;
 211         ssize_t ret;
 212         blk_qc_t qc;
 213         int i;
 214
 215         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 216             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 217                 return -EINVAL;
 218
 219         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 220                 vecs = inline_vecs;
 221         else {
 222                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 223                                      GFP_KERNEL);
 224                 if (!vecs)
 225                         return -ENOMEM;
 226         }
 227
 228         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 229         bio_set_dev(&bio, bdev);
 230         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 231         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 232         bio.bi_private = current;
 233         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 234         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 235
 236         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 237         if (unlikely(ret))
 238                 goto out;
 239         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 240
 241         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 242                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 243                 if (iter_is_iovec(iter))
 244                         should_dirty = true;
 245         } else {
 246                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 247                 task_io_account_write(ret);
 248         }
 249         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 250                 bio.bi_opf |= REQ_HIPRI;
 251
 252         qc = submit_bio(&bio);
 253         for (;;) {
 254                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 255                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 256                         break;
 257                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 258                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 259                         io_schedule();
 260         }
 261         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 262
 263         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 264                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 265                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 266                 put_page(bvec->bv_page);
 267         }
 268
 269         if (unlikely(bio.bi_status))
 270                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 271
 272 out:
 273         if (vecs != inline_vecs)
 274                 kfree(vecs);
 275
 276         bio_uninit(&bio);
 277
 278         return ret;
 279 }
 280
 281 struct blkdev_dio {
 282         union {
 283                 struct kiocb            *iocb;
 284                 struct task_struct      *waiter;
 285         };
 286         size_t                  size;
 287         atomic_t                ref;
 288         bool                    multi_bio : 1;
 289         bool                    should_dirty : 1;
 290         bool                    is_sync : 1;
 291         struct bio              bio;
 292 };
 293
 294 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 295
 296 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 297 {
 298         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 299         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 300
 301         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 302                 if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 303                         dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 304         } else {
 305                 if (!dio->is_sync) {
 306                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 307                         ssize_t ret;
 308
 309                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 310                                 ret = dio->size;
 311                                 iocb->ki_pos += ret;
 312                         } else {
 313                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 314                         }
 315
 316                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 317                         if (dio->multi_bio)
 318                                 bio_put(&dio->bio);
 319                 } else {
 320                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 321
 322                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 323                         blk_wake_io_task(waiter);
 324                 }
 325         }
 326
 327         if (should_dirty) {
 328                 bio_check_pages_dirty(bio);
 329         } else {
 330                 struct bio_vec *bvec;
 331                 int i;
 332
 333                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 334                         put_page(bvec->bv_page);
 335                 bio_put(bio);
 336         }
 337 }
 338
 339 static ssize_t
 340 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 341 {
 342         struct file *file = iocb->ki_filp;
 343         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 344         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 345         struct blk_plug plug;
 346         struct blkdev_dio *dio;
 347         struct bio *bio;
 348         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 349         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 350         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 351         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 352         int ret = 0;
 353
 354         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 355             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 356                 return -EINVAL;
 357
 358         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 359
 360         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 361         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 362         if (dio->is_sync) {
 363                 dio->waiter = current;
 364                 bio_get(bio);
 365         } else {
 366                 dio->iocb = iocb;
 367         }
 368
 369         dio->size = 0;
 370         dio->multi_bio = false;
 371         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 372
 373         /*
 374          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 375          * to issue
 376          */
 377         if (!is_poll)
 378                 blk_start_plug(&plug);
 379
 380         for (;;) {
 381                 bio_set_dev(bio, bdev);
 382                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 383                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 384                 bio->bi_private = dio;
 385                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 386                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 387
 388                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 389                 if (unlikely(ret)) {
 390                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 391                         bio_endio(bio);
 392                         break;
 393                 }
 394
 395                 if (is_read) {
 396                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 397                         if (dio->should_dirty)
 398                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 399                 } else {
 400                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 401                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 402                 }
 403
 404                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 405                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 406
 407                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 408                 if (!nr_pages) {
 409                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 410                                 bio->bi_opf |= REQ_HIPRI;
 411
 412                         qc = submit_bio(bio);
 413                         break;
 414                 }
 415
 416                 if (!dio->multi_bio) {
 417                         /*
 418                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 419                          * structure which is embedded into the first bio
 420                          * stays around.
 421                          */
 422                         if (!is_sync)
 423                                 bio_get(bio);
 424                         dio->multi_bio = true;
 425                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 426                 } else {
 427                         atomic_inc(&dio->ref);
 428                 }
 429
 430                 submit_bio(bio);
 431                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 432         }
 433
 434         if (!is_poll)
 435                 blk_finish_plug(&plug);
 436
 437         if (!is_sync)
 438                 return -EIOCBQUEUED;
 439
 440         for (;;) {
 441                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 442                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 443                         break;
 444
 445                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 446                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 447                         io_schedule();
 448         }
 449         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 450
 451         if (!ret)
 452                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 453         if (likely(!ret))
 454                 ret = dio->size;
 455
 456         bio_put(&dio->bio);
 457         return ret;
 458 }
 459
 460 static ssize_t
 461 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 462 {
 463         int nr_pages;
 464
 465         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 466         if (!nr_pages)
 467                 return 0;
 468         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 469                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 470
 471         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 472 }
 473
 474 static __init int blkdev_init(void)
 475 {
 476         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 477 }
 478 module_init(blkdev_init);
 479
 480 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 481 {
 482         if (!bdev)
 483                 return 0;
 484         if (!wait)
 485                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 486         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 487 }
 488
 489 /*
 490  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 491  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 492  */
 493 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 494 {
 495         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 496 }
 497 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 498
 499 /*
 500  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 501  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 502  * device.  Takes the superblock lock.
 503  */
 504 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 505 {
 506         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 507         if (sb) {
 508                 int res = sync_filesystem(sb);
 509                 drop_super(sb);
 510                 return res;
 511         }
 512         return sync_blockdev(bdev);
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 515
 516 /**
 517  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 518  * @bdev:       blockdevice to lock
 519  *
 520  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 521  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 522  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 523  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 524  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 525  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 526  * actually.
 527  */
 528 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 529 {
 530         struct super_block *sb;
 531         int error = 0;
 532
 533         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 534         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 535                 /*
 536                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 537                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 538                  * thaw_bdev drops it.
 539                  */
 540                 sb = get_super(bdev);
 541                 if (sb)
 542                         drop_super(sb);
 543                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 544                 return sb;
 545         }
 546
 547         sb = get_active_super(bdev);
 548         if (!sb)
 549                 goto out;
 550         if (sb->s_op->freeze_super)
 551                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 552         else
 553                 error = freeze_super(sb);
 554         if (error) {
 555                 deactivate_super(sb);
 556                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 557                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 558                 return ERR_PTR(error);
 559         }
 560         deactivate_super(sb);
 561  out:
 562         sync_blockdev(bdev);
 563         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 564         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 567
 568 /**
 569  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 570  * @bdev:       blockdevice to unlock
 571  * @sb:         associated superblock
 572  *
 573  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 574  */
 575 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 576 {
 577         int error = -EINVAL;
 578
 579         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 580         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 581                 goto out;
 582
 583         error = 0;
 584         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 585                 goto out;
 586
 587         if (!sb)
 588                 goto out;
 589
 590         if (sb->s_op->thaw_super)
 591                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 592         else
 593                 error = thaw_super(sb);
 594         if (error)
 595                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 596 out:
 597         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 598         return error;
 599 }
 600 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 601
 602 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 603 {
 604         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 605 }
 606
 607 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 608 {
 609         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 610 }
 611
 612 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 613                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 614 {
 615         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 616 }
 617
 618 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 619                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 620                         struct page **pagep, void **fsdata)
 621 {
 622         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 623                                  blkdev_get_block);
 624 }
 625
 626 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 627                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 628                         struct page *page, void *fsdata)
 629 {
 630         int ret;
 631         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 632
 633         unlock_page(page);
 634         put_page(page);
 635
 636         return ret;
 637 }
 638
 639 /*
 640  * private llseek:
 641  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 642  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 643  */
 644 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 645 {
 646         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 647         loff_t retval;
 648
 649         inode_lock(bd_inode);
 650         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 651         inode_unlock(bd_inode);
 652         return retval;
 653 }
 654
 655 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 656 {
 657         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 658         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 659         int error;
 660
 661         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 662         if (error)
 663                 return error;
 664
 665         /*
 666          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 667          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 668          * O_SYNC writers to a block device.
 669          */
 670         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 671         if (error == -EOPNOTSUPP)
 672                 error = 0;
 673
 674         return error;
 675 }
 676 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 677
 678 /**
 679  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 680  * @bdev: The device to read the page from
 681  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 682  * @page: The page to read
 683  *
 684  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 685  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 686  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 687  *
 688  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 689  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 690  * than propagate an error back up the stack.
 691  *
 692  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 693  */
 694 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 695                         struct page *page)
 696 {
 697         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 698         int result = -EOPNOTSUPP;
 699
 700         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 701                 return result;
 702
 703         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 704         if (result)
 705                 return result;
 706         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 707                               REQ_OP_READ);
 708         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 709         return result;
 710 }
 711 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 712
 713 /**
 714  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 715  * @bdev: The device to write the page to
 716  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 717  * @page: The page to write
 718  * @wbc: The writeback_control for the write
 719  *
 720  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 721  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 722  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 723  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 724  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 725  *
 726  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 727  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 728  * than propagate an error back up the stack.
 729  *
 730  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 731  */
 732 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 733                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 734 {
 735         int result;
 736         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 737
 738         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 739                 return -EOPNOTSUPP;
 740         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 741         if (result)
 742                 return result;
 743
 744         set_page_writeback(page);
 745         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 746                               REQ_OP_WRITE);
 747         if (result) {
 748                 end_page_writeback(page);
 749         } else {
 750                 clean_page_buffers(page);
 751                 unlock_page(page);
 752         }
 753         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 754         return result;
 755 }
 756 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 757
 758 /*
 759  * pseudo-fs
 760  */
 761
 762 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 763 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 764
 765 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 766 {
 767         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 768         if (!ei)
 769                 return NULL;
 770         return &ei->vfs_inode;
 771 }
 772
 773 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 774 {
 775         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 776         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 777
 778         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 779 }
 780
 781 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 782 {
 783         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 784 }
 785
 786 static void init_once(void *foo)
 787 {
 788         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 789         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 790
 791         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 792         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 793         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 794 #ifdef CONFIG_SYSFS
 795         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 796 #endif
 797         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 798         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 799         /* Initialize mutex for freeze. */
 800         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 801 }
 802
 803 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 804 {
 805         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 806         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 807         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 808         clear_inode(inode);
 809         spin_lock(&bdev_lock);
 810         list_del_init(&bdev->bd_list);
 811         spin_unlock(&bdev_lock);
 812         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 813         inode_detach_wb(inode);
 814         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 815                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 816                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 817         }
 818 }
 819
 820 static const struct super_operations bdev_sops = {
 821         .statfs = simple_statfs,
 822         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 823         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 824         .drop_inode = generic_delete_inode,
 825         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 826 };
 827
 828 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 829         int flags, const char *dev_name, void *data)
 830 {
 831         struct dentry *dent;
 832         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 833         if (!IS_ERR(dent))
 834                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 835         return dent;
 836 }
 837
 838 static struct file_system_type bd_type = {
 839         .name           = "bdev",
 840         .mount          = bd_mount,
 841         .kill_sb        = kill_anon_super,
 842 };
 843
 844 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 845 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 846
 847 void __init bdev_cache_init(void)
 848 {
 849         int err;
 850         static struct vfsmount *bd_mnt;
 851
 852         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 853                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 854                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 855                         init_once);
 856         err = register_filesystem(&bd_type);
 857         if (err)
 858                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 859         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 860         if (IS_ERR(bd_mnt))
 861                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 862         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 863 }
 864
 865 /*
 866  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 867  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 868  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 869  */
 870 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 871 {
 872         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 873 }
 874
 875 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 876 {
 877         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 878 }
 879
 880 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 881 {
 882         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 883         return 0;
 884 }
 885
 886 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 887
 888 /*
 889  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 890  * as soon as last inode reference is dropped.
 891  */
 892 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 893 {
 894         struct inode *inode;
 895
 896         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 897         if (inode) {
 898                 remove_inode_hash(inode);
 899                 iput(inode);
 900         }
 901 }
 902
 903 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 904 {
 905         struct block_device *bdev;
 906         struct inode *inode;
 907
 908         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 909                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 910
 911         if (!inode)
 912                 return NULL;
 913
 914         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 915
 916         if (inode->i_state & I_NEW) {
 917                 bdev->bd_contains = NULL;
 918                 bdev->bd_super = NULL;
 919                 bdev->bd_inode = inode;
 920                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 921                 bdev->bd_part_count = 0;
 922                 bdev->bd_invalidated = 0;
 923                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 924                 inode->i_rdev = dev;
 925                 inode->i_bdev = bdev;
 926                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 927                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 928                 spin_lock(&bdev_lock);
 929                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 930                 spin_unlock(&bdev_lock);
 931                 unlock_new_inode(inode);
 932         }
 933         return bdev;
 934 }
 935
 936 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 937
 938 /**
 939  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 940  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 941  */
 942 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 943 {
 944         ihold(bdev->bd_inode);
 945         return bdev;
 946 }
 947 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 948
 949 long nr_blockdev_pages(void)
 950 {
 951         struct block_device *bdev;
 952         long ret = 0;
 953         spin_lock(&bdev_lock);
 954         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 955                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 956         }
 957         spin_unlock(&bdev_lock);
 958         return ret;
 959 }
 960
 961 void bdput(struct block_device *bdev)
 962 {
 963         iput(bdev->bd_inode);
 964 }
 965
 966 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 967
 968 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 969 {
 970         struct block_device *bdev;
 971
 972         spin_lock(&bdev_lock);
 973         bdev = inode->i_bdev;
 974         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 975                 bdgrab(bdev);
 976                 spin_unlock(&bdev_lock);
 977                 return bdev;
 978         }
 979         spin_unlock(&bdev_lock);
 980
 981         /*
 982          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 983          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 984          * up block device inode again just in case new device got
 985          * reestablished under the same device number.
 986          */
 987         if (bdev)
 988                 bd_forget(inode);
 989
 990         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 991         if (bdev) {
 992                 spin_lock(&bdev_lock);
 993                 if (!inode->i_bdev) {
 994                         /*
 995                          * We take an additional reference to bd_inode,
 996                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 997                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 998                          * without igrab().
 999                          */
1000                         bdgrab(bdev);
1001                         inode->i_bdev = bdev;
1002                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1003                 }
1004                 spin_unlock(&bdev_lock);
1005         }
1006         return bdev;
1007 }
1008
1009 /* Call when you free inode */
1010
1011 void bd_forget(struct inode *inode)
1012 {
1013         struct block_device *bdev = NULL;
1014
1015         spin_lock(&bdev_lock);
1016         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1017                 bdev = inode->i_bdev;
1018         inode->i_bdev = NULL;
1019         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1020         spin_unlock(&bdev_lock);
1021
1022         if (bdev)
1023                 bdput(bdev);
1024 }
1025
1026 /**
1027  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1028  * @bdev: block device of interest
1029  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1030  * @holder: holder trying to claim @bdev
1031  *
1032  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1033  *
1034  * CONTEXT:
1035  * spin_lock(&bdev_lock).
1036  *
1037  * RETURNS:
1038  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1039  */
1040 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1041                          void *holder)
1042 {
1043         if (bdev->bd_holder == holder)
1044                 return true;     /* already a holder */
1045         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1046                 return false;    /* held by someone else */
1047         else if (whole == bdev)
1048                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1049
1050         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1051                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1052         else if (whole->bd_holder != NULL)
1053                 return false;    /* is a partition of a held device */
1054         else
1055                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1056 }
1057
1058 /**
1059  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1060  * @bdev: block device of interest
1061  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1062  * @holder: holder trying to claim @bdev
1063  *
1064  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1065  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1066  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1067  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1068  *
1069  * CONTEXT:
1070  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1071  * it multiple times.
1072  *
1073  * RETURNS:
1074  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1075  */
1076 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1077                                struct block_device *whole, void *holder)
1078 {
1079 retry:
1080         /* if someone else claimed, fail */
1081         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1082                 return -EBUSY;
1083
1084         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1085         if (whole->bd_claiming) {
1086                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1087                 DEFINE_WAIT(wait);
1088
1089                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1090                 spin_unlock(&bdev_lock);
1091                 schedule();
1092                 finish_wait(wq, &wait);
1093                 spin_lock(&bdev_lock);
1094                 goto retry;
1095         }
1096
1097         /* yay, all mine */
1098         return 0;
1099 }
1100
1101 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1102 {
1103         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1104
1105         if (!disk)
1106                 return NULL;
1107         /*
1108          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1109          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1110          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1111          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1112          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1113          * which is bad.
1114          */
1115         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1116                 put_disk_and_module(disk);
1117                 return NULL;
1118         }
1119         return disk;
1120 }
1121
1122 /**
1123  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1124  * @bdev: block device of interest
1125  * @holder: holder trying to claim @bdev
1126  *
1127  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1128  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1129  * successful call to this function must be matched with a call to
1130  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1131  * fail).
1132  *
1133  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1134  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1135  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1136  * access but may subsequently fail.
1137  *
1138  * CONTEXT:
1139  * Might sleep.
1140  *
1141  * RETURNS:
1142  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1143  * value on failure.
1144  */
1145 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1146                                               void *holder)
1147 {
1148         struct gendisk *disk;
1149         struct block_device *whole;
1150         int partno, err;
1151
1152         might_sleep();
1153
1154         /*
1155          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1156          * and grab the outer block device the hard way.
1157          */
1158         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1159         if (!disk)
1160                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1161
1162         /*
1163          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1164          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1165          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1166          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1167          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1168          * way.
1169          */
1170         if (partno)
1171                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1172         else
1173                 whole = bdgrab(bdev);
1174
1175         put_disk_and_module(disk);
1176         if (!whole)
1177                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1178
1179         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1180         spin_lock(&bdev_lock);
1181
1182         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1183         if (err == 0) {
1184                 whole->bd_claiming = holder;
1185                 spin_unlock(&bdev_lock);
1186                 return whole;
1187         } else {
1188                 spin_unlock(&bdev_lock);
1189                 bdput(whole);
1190                 return ERR_PTR(err);
1191         }
1192 }
1193
1194 #ifdef CONFIG_SYSFS
1195 struct bd_holder_disk {
1196         struct list_head        list;
1197         struct gendisk          *disk;
1198         int                     refcnt;
1199 };
1200
1201 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1202                                                   struct gendisk *disk)
1203 {
1204         struct bd_holder_disk *holder;
1205
1206         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1207                 if (holder->disk == disk)
1208                         return holder;
1209         return NULL;
1210 }
1211
1212 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1213 {
1214         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1215 }
1216
1217 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1218 {
1219         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1220 }
1221
1222 /**
1223  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1224  * @bdev: the claimed slave bdev
1225  * @disk: the holding disk
1226  *
1227  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1228  *
1229  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1230  *
1231  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1232  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1233  *
1234  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1235  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1236  *
1237  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1238  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1239  *
1240  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1241  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1242  * lifetime of these symlinks.
1243  *
1244  * CONTEXT:
1245  * Might sleep.
1246  *
1247  * RETURNS:
1248  * 0 on success, -errno on failure.
1249  */
1250 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1251 {
1252         struct bd_holder_disk *holder;
1253         int ret = 0;
1254
1255         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1256
1257         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1258
1259         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1260         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1261                 goto out_unlock;
1262
1263         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1264         if (holder) {
1265                 holder->refcnt++;
1266                 goto out_unlock;
1267         }
1268
1269         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1270         if (!holder) {
1271                 ret = -ENOMEM;
1272                 goto out_unlock;
1273         }
1274
1275         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1276         holder->disk = disk;
1277         holder->refcnt = 1;
1278
1279         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1280         if (ret)
1281                 goto out_free;
1282
1283         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1284         if (ret)
1285                 goto out_del;
1286         /*
1287          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1288          * the holder directory.  Hold on to it.
1289          */
1290         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1291
1292         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1293         goto out_unlock;
1294
1295 out_del:
1296         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1297 out_free:
1298         kfree(holder);
1299 out_unlock:
1300         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1301         return ret;
1302 }
1303 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1304
1305 /**
1306  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1307  * @bdev: the calimed slave bdev
1308  * @disk: the holding disk
1309  *
1310  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1311  *
1312  * CONTEXT:
1313  * Might sleep.
1314  */
1315 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1316 {
1317         struct bd_holder_disk *holder;
1318
1319         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1320
1321         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1322
1323         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1324                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1325                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1326                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1327                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1328                 list_del_init(&holder->list);
1329                 kfree(holder);
1330         }
1331
1332         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1333 }
1334 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1335 #endif
1336
1337 /**
1338  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1339  *
1340  * @bdev:      struct block device to be flushed
1341  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1342  *
1343  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1344  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1345  * resize.
1346  */
1347 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1348 {
1349         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1350                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1351                        "resized disk %s\n",
1352                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1353         }
1354
1355         if (!bdev->bd_disk)
1356                 return;
1357         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1358                 bdev->bd_invalidated = 1;
1359 }
1360
1361 /**
1362  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1363  * @disk: struct gendisk to check
1364  * @bdev: struct bdev to adjust.
1365  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1366  *
1367  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1368  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1369  * are freed.
1370  */
1371 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1372                 bool verbose)
1373 {
1374         loff_t disk_size, bdev_size;
1375
1376         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1377         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1378         if (disk_size != bdev_size) {
1379                 if (verbose) {
1380                         printk(KERN_INFO
1381                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1382                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1383                 }
1384                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1385                 if (bdev_size > disk_size)
1386                         flush_disk(bdev, false);
1387         }
1388 }
1389
1390 /**
1391  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1392  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1393  *
1394  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1395  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1396  * for all revalidate_disk operations.
1397  */
1398 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1399 {
1400         struct block_device *bdev;
1401         int ret = 0;
1402
1403         if (disk->fops->revalidate_disk)
1404                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1405         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1406         if (!bdev)
1407                 return ret;
1408
1409         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1410         check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1411         bdev->bd_invalidated = 0;
1412         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1413         bdput(bdev);
1414         return ret;
1415 }
1416 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1417
1418 /*
1419  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1420  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1421  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1422  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1423  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1424  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1425  * to lose :-)
1426  */
1427 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1428 {
1429         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1430         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1431         unsigned int events;
1432
1433         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1434                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1435         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1436                 return 0;
1437
1438         flush_disk(bdev, true);
1439         if (bdops->revalidate_disk)
1440                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1441         return 1;
1442 }
1443
1444 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1445
1446 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1447 {
1448         inode_lock(bdev->bd_inode);
1449         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1450         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1451 }
1452 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1453
1454 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1455
1456 /*
1457  * bd_mutex locking:
1458  *
1459  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1460  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1461  */
1462
1463 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1464 {
1465         struct gendisk *disk;
1466         int ret;
1467         int partno;
1468         int perm = 0;
1469         bool first_open = false;
1470
1471         if (mode & FMODE_READ)
1472                 perm |= MAY_READ;
1473         if (mode & FMODE_WRITE)
1474                 perm |= MAY_WRITE;
1475         /*
1476          * hooks: /n/, see "layering violations".
1477          */
1478         if (!for_part) {
1479                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1480                 if (ret != 0) {
1481                         bdput(bdev);
1482                         return ret;
1483                 }
1484         }
1485
1486  restart:
1487
1488         ret = -ENXIO;
1489         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1490         if (!disk)
1491                 goto out;
1492
1493         disk_block_events(disk);
1494         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1495         if (!bdev->bd_openers) {
1496                 first_open = true;
1497                 bdev->bd_disk = disk;
1498                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1499                 bdev->bd_contains = bdev;
1500                 bdev->bd_partno = partno;
1501
1502                 if (!partno) {
1503                         ret = -ENXIO;
1504                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1505                         if (!bdev->bd_part)
1506                                 goto out_clear;
1507
1508                         ret = 0;
1509                         if (disk->fops->open) {
1510                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1511                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1512                                         /* Lost a race with 'disk' being
1513                                          * deleted, try again.
1514                                          * See md.c
1515                                          */
1516                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1517                                         bdev->bd_part = NULL;
1518                                         bdev->bd_disk = NULL;
1519                                         bdev->bd_queue = NULL;
1520                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1521                                         disk_unblock_events(disk);
1522                                         put_disk_and_module(disk);
1523                                         goto restart;
1524                                 }
1525                         }
1526
1527                         if (!ret) {
1528                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1529                                 set_init_blocksize(bdev);
1530                         }
1531
1532                         /*
1533                          * If the device is invalidated, rescan partition
1534                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1535                          * The latter is necessary to prevent ghost
1536                          * partitions on a removed medium.
1537                          */
1538                         if (bdev->bd_invalidated) {
1539                                 if (!ret)
1540                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1541                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1542                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1543                         }
1544
1545                         if (ret)
1546                                 goto out_clear;
1547                 } else {
1548                         struct block_device *whole;
1549                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1550                         ret = -ENOMEM;
1551                         if (!whole)
1552                                 goto out_clear;
1553                         BUG_ON(for_part);
1554                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1555                         if (ret)
1556                                 goto out_clear;
1557                         bdev->bd_contains = whole;
1558                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1559                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1560                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1561                                 ret = -ENXIO;
1562                                 goto out_clear;
1563                         }
1564                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1565                         set_init_blocksize(bdev);
1566                 }
1567
1568                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1569                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1570         } else {
1571                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1572                         ret = 0;
1573                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1574                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1575                         /* the same as first opener case, read comment there */
1576                         if (bdev->bd_invalidated) {
1577                                 if (!ret)
1578                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1579                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1580                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1581                         }
1582                         if (ret)
1583                                 goto out_unlock_bdev;
1584                 }
1585         }
1586         bdev->bd_openers++;
1587         if (for_part)
1588                 bdev->bd_part_count++;
1589         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1590         disk_unblock_events(disk);
1591         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1592         if (!first_open)
1593                 put_disk_and_module(disk);
1594         return 0;
1595
1596  out_clear:
1597         disk_put_part(bdev->bd_part);
1598         bdev->bd_disk = NULL;
1599         bdev->bd_part = NULL;
1600         bdev->bd_queue = NULL;
1601         if (bdev != bdev->bd_contains)
1602                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1603         bdev->bd_contains = NULL;
1604  out_unlock_bdev:
1605         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1606         disk_unblock_events(disk);
1607         put_disk_and_module(disk);
1608  out:
1609         bdput(bdev);
1610
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * blkdev_get - open a block device
1616  * @bdev: block_device to open
1617  * @mode: FMODE_* mask
1618  * @holder: exclusive holder identifier
1619  *
1620  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1621  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1622  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1623  *
1624  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1625  * @bdev is put.
1626  *
1627  * CONTEXT:
1628  * Might sleep.
1629  *
1630  * RETURNS:
1631  * 0 on success, -errno on failure.
1632  */
1633 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1634 {
1635         struct block_device *whole = NULL;
1636         int res;
1637
1638         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1639
1640         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1641                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1642                 if (IS_ERR(whole)) {
1643                         bdput(bdev);
1644                         return PTR_ERR(whole);
1645                 }
1646         }
1647
1648         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1649
1650         if (whole) {
1651                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1652
1653                 /* finish claiming */
1654                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1655                 spin_lock(&bdev_lock);
1656
1657                 if (!res) {
1658                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1659                         /*
1660                          * Note that for a whole device bd_holders
1661                          * will be incremented twice, and bd_holder
1662                          * will be set to bd_may_claim before being
1663                          * set to holder
1664                          */
1665                         whole->bd_holders++;
1666                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1667                         bdev->bd_holders++;
1668                         bdev->bd_holder = holder;
1669                 }
1670
1671                 /* tell others that we're done */
1672                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1673                 whole->bd_claiming = NULL;
1674                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1675
1676                 spin_unlock(&bdev_lock);
1677
1678                 /*
1679                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1680                  * write holder makes the write_holder state stick until
1681                  * all are released.  This is good enough and tracking
1682                  * individual writeable reference is too fragile given the
1683                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1684                  */
1685                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1686                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1687                         bdev->bd_write_holder = true;
1688                         disk_block_events(disk);
1689                 }
1690
1691                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1692                 bdput(whole);
1693         }
1694
1695         return res;
1696 }
1697 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1698
1699 /**
1700  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1701  * @path: path to the block device to open
1702  * @mode: FMODE_* mask
1703  * @holder: exclusive holder identifier
1704  *
1705  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1706  * and @holder are identical to blkdev_get().
1707  *
1708  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1709  *
1710  * CONTEXT:
1711  * Might sleep.
1712  *
1713  * RETURNS:
1714  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1715  */
1716 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1717                                         void *holder)
1718 {
1719         struct block_device *bdev;
1720         int err;
1721
1722         bdev = lookup_bdev(path);
1723         if (IS_ERR(bdev))
1724                 return bdev;
1725
1726         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1727         if (err)
1728                 return ERR_PTR(err);
1729
1730         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1731                 blkdev_put(bdev, mode);
1732                 return ERR_PTR(-EACCES);
1733         }
1734
1735         return bdev;
1736 }
1737 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1738
1739 /**
1740  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1741  * @dev: device number of block device to open
1742  * @mode: FMODE_* mask
1743  * @holder: exclusive holder identifier
1744  *
1745  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1746  * @holder are identical to blkdev_get().
1747  *
1748  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1749  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1750  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1751  * ever need it - reconsider your API.
1752  *
1753  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1754  *
1755  * CONTEXT:
1756  * Might sleep.
1757  *
1758  * RETURNS:
1759  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1760  */
1761 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1762 {
1763         struct block_device *bdev;
1764         int err;
1765
1766         bdev = bdget(dev);
1767         if (!bdev)
1768                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1769
1770         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1771         if (err)
1772                 return ERR_PTR(err);
1773
1774         return bdev;
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1777
1778 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1779 {
1780         struct block_device *bdev;
1781
1782         /*
1783          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1784          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1785          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1786          * during an unstable branch.
1787          */
1788         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1789
1790         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1791
1792         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1793                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1794         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1795                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1796         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1797                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1798
1799         bdev = bd_acquire(inode);
1800         if (bdev == NULL)
1801                 return -ENOMEM;
1802
1803         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1804         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1805
1806         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1807 }
1808
1809 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1810 {
1811         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1812         struct block_device *victim = NULL;
1813
1814         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1815         if (for_part)
1816                 bdev->bd_part_count--;
1817
1818         if (!--bdev->bd_openers) {
1819                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1820                 sync_blockdev(bdev);
1821                 kill_bdev(bdev);
1822
1823                 bdev_write_inode(bdev);
1824         }
1825         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1826                 if (disk->fops->release)
1827                         disk->fops->release(disk, mode);
1828         }
1829         if (!bdev->bd_openers) {
1830                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1831                 bdev->bd_part = NULL;
1832                 bdev->bd_disk = NULL;
1833                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1834                         victim = bdev->bd_contains;
1835                 bdev->bd_contains = NULL;
1836
1837                 put_disk_and_module(disk);
1838         }
1839         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1840         bdput(bdev);
1841         if (victim)
1842                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1843 }
1844
1845 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1846 {
1847         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1848
1849         if (mode & FMODE_EXCL) {
1850                 bool bdev_free;
1851
1852                 /*
1853                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1854                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1855                  * synchronize disk_holder unlinking.
1856                  */
1857                 spin_lock(&bdev_lock);
1858
1859                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1860                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1861
1862                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1863                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1864                         bdev->bd_holder = NULL;
1865                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1866                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1867
1868                 spin_unlock(&bdev_lock);
1869
1870                 /*
1871                  * If this was the last claim, remove holder link and
1872                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1873                  */
1874                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1875                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1876                         bdev->bd_write_holder = false;
1877                 }
1878         }
1879
1880         /*
1881          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1882          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1883          * from userland - e.g. eject(1).
1884          */
1885         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1886
1887         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1888
1889         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1890 }
1891 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1892
1893 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1894 {
1895         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1896         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1897         return 0;
1898 }
1899
1900 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1901 {
1902         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1903         fmode_t mode = file->f_mode;
1904
1905         /*
1906          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1907          * to updated it before every ioctl.
1908          */
1909         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1910                 mode |= FMODE_NDELAY;
1911         else
1912                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1913
1914         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1919  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1920  *
1921  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1922  * use.
1923  */
1924 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1925 {
1926         struct file *file = iocb->ki_filp;
1927         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1928         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1929         struct blk_plug plug;
1930         ssize_t ret;
1931
1932         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1933                 return -EPERM;
1934
1935         if (!iov_iter_count(from))
1936                 return 0;
1937
1938         if (iocb->ki_pos >= size)
1939                 return -ENOSPC;
1940
1941         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1942                 return -EOPNOTSUPP;
1943
1944         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1945
1946         blk_start_plug(&plug);
1947         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1948         if (ret > 0)
1949                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1950         blk_finish_plug(&plug);
1951         return ret;
1952 }
1953 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1954
1955 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1956 {
1957         struct file *file = iocb->ki_filp;
1958         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1959         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1960         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1961
1962         if (pos >= size)
1963                 return 0;
1964
1965         size -= pos;
1966         iov_iter_truncate(to, size);
1967         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1968 }
1969 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1970
1971 /*
1972  * Try to release a page associated with block device when the system
1973  * is under memory pressure.
1974  */
1975 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1976 {
1977         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1978
1979         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1980                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1981
1982         return try_to_free_buffers(page);
1983 }
1984
1985 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1986                              struct writeback_control *wbc)
1987 {
1988         return generic_writepages(mapping, wbc);
1989 }
1990
1991 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1992         .readpage       = blkdev_readpage,
1993         .readpages      = blkdev_readpages,
1994         .writepage      = blkdev_writepage,
1995         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1996         .write_end      = blkdev_write_end,
1997         .writepages     = blkdev_writepages,
1998         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1999         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2000         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2001         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2002 };
2003
2004 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2005                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2006                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2007
2008 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2009                              loff_t len)
2010 {
2011         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2012         struct address_space *mapping;
2013         loff_t end = start + len - 1;
2014         loff_t isize;
2015         int error;
2016
2017         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2018         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2019                 return -EOPNOTSUPP;
2020
2021         /* Don't go off the end of the device. */
2022         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2023         if (start >= isize)
2024                 return -EINVAL;
2025         if (end >= isize) {
2026                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2027                         len = isize - start;
2028                         end = start + len - 1;
2029                 } else
2030                         return -EINVAL;
2031         }
2032
2033         /*
2034          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2035          */
2036         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2037                 return -EINVAL;
2038
2039         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2040         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2041         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2042
2043         switch (mode) {
2044         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2045         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2046                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2047                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2048                 break;
2049         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2050                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2051                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2052                 break;
2053         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2054                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2055                                              GFP_KERNEL, 0);
2056                 break;
2057         default:
2058                 return -EOPNOTSUPP;
2059         }
2060         if (error)
2061                 return error;
2062
2063         /*
2064          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2065          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2066          * inclusive, so the rounding here is safe.
2067          */
2068         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2069                                              start >> PAGE_SHIFT,
2070                                              end >> PAGE_SHIFT);
2071 }
2072
2073 const struct file_operations def_blk_fops = {
2074         .open           = blkdev_open,
2075         .release        = blkdev_close,
2076         .llseek         = block_llseek,
2077         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2078         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2079         .mmap           = generic_file_mmap,
2080         .fsync          = blkdev_fsync,
2081         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2082 #ifdef CONFIG_COMPAT
2083         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2084 #endif
2085         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2086         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2087         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2088 };
2089
2090 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2091 {
2092         int res;
2093         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2094         set_fs(KERNEL_DS);
2095         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2096         set_fs(old_fs);
2097         return res;
2098 }
2099
2100 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2101
2102 /**
2103  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2104  * @pathname:   special file representing the block device
2105  *
2106  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2107  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2108  * otherwise.
2109  */
2110 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2111 {
2112         struct block_device *bdev;
2113         struct inode *inode;
2114         struct path path;
2115         int error;
2116
2117         if (!pathname || !*pathname)
2118                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2119
2120         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2121         if (error)
2122                 return ERR_PTR(error);
2123
2124         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2125         error = -ENOTBLK;
2126         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2127                 goto fail;
2128         error = -EACCES;
2129         if (!may_open_dev(&path))
2130                 goto fail;
2131         error = -ENOMEM;
2132         bdev = bd_acquire(inode);
2133         if (!bdev)
2134                 goto fail;
2135 out:
2136         path_put(&path);
2137         return bdev;
2138 fail:
2139         bdev = ERR_PTR(error);
2140         goto out;
2141 }
2142 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2143
2144 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2145 {
2146         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2147         int res = 0;
2148
2149         if (sb) {
2150                 /*
2151                  * no need to lock the super, get_super holds the
2152                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2153                  * under us (->put_super runs with the write lock
2154                  * hold).
2155                  */
2156                 shrink_dcache_sb(sb);
2157                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2158                 drop_super(sb);
2159         }
2160         invalidate_bdev(bdev);
2161         return res;
2162 }
2163 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2164
2165 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2166 {
2167         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2168
2169         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2170         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2171                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2172                 struct block_device *bdev;
2173
2174                 spin_lock(&inode->i_lock);
2175                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2176                     mapping->nrpages == 0) {
2177                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2178                         continue;
2179                 }
2180                 __iget(inode);
2181                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2182                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2183                 /*
2184                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2185                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2186                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2187                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2188                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2189                  * later.
2190                  */
2191                 iput(old_inode);
2192                 old_inode = inode;
2193                 bdev = I_BDEV(inode);
2194
2195                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2196                 if (bdev->bd_openers)
2197                         func(bdev, arg);
2198                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2199
2200                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2201         }
2202         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2203         iput(old_inode);
2204 }