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