fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/swap.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/writeback.h>
  25 #include <linux/mpage.h>
  26 #include <linux/mount.h>
  27 #include <linux/uio.h>
  28 #include <linux/namei.h>
  29 #include <linux/log2.h>
  30 #include <linux/cleancache.h>
  31 #include <linux/dax.h>
  32 #include <linux/badblocks.h>
  33 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  34 #include <linux/falloc.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include "internal.h"
  37
  38 struct bdev_inode {
  39         struct block_device bdev;
  40         struct inode vfs_inode;
  41 };
  42
  43 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  44
  45 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  46 {
  47         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  48 }
  49
  50 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  51 {
  52         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  53 }
  54 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  55
  56 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  57 {
  58         struct va_format vaf;
  59         va_list args;
  60
  61         va_start(args, fmt);
  62         vaf.fmt = fmt;
  63         vaf.va = &args;
  64         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  65         va_end(args);
  66 }
  67
  68 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  69 {
  70         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  71         int ret;
  72
  73         spin_lock(&inode->i_lock);
  74         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  75                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  76                 ret = write_inode_now(inode, true);
  77                 if (ret) {
  78                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  79                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  80                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  81                                             bdevname(bdev, name), ret);
  82                 }
  83                 spin_lock(&inode->i_lock);
  84         }
  85         spin_unlock(&inode->i_lock);
  86 }
  87
  88 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  89 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  90 {
  91         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  92
  93         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  94                 return;
  95
  96         invalidate_bh_lrus();
  97         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  98 }
  99 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
 100
 101 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 102 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 103 {
 104         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 105
 106         if (mapping->nrpages == 0)
 107                 return;
 108
 109         invalidate_bh_lrus();
 110         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 111         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 112         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 113          * But, for the strange corners, lets be cautious
 114          */
 115         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 116 }
 117 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 118
 119 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 120 {
 121         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 122         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 123                 return -EINVAL;
 124
 125         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 126         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 127                 return -EINVAL;
 128
 129         /* Don't change the size if it is same as current */
 130         if (bdev->bd_block_size != size) {
 131                 sync_blockdev(bdev);
 132                 bdev->bd_block_size = size;
 133                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 134                 kill_bdev(bdev);
 135         }
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 140
 141 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 142 {
 143         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 144                 return 0;
 145         /* If we get here, we know size is power of two
 146          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 147         sb->s_blocksize = size;
 148         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 149         return sb->s_blocksize;
 150 }
 151
 152 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 153
 154 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 155 {
 156         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 157         if (size < minsize)
 158                 size = minsize;
 159         return sb_set_blocksize(sb, size);
 160 }
 161
 162 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 163
 164 static int
 165 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 166                 struct buffer_head *bh, int create)
 167 {
 168         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 169         bh->b_blocknr = iblock;
 170         set_buffer_mapped(bh);
 171         return 0;
 172 }
 173
 174 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 175 {
 176         return file->f_mapping->host;
 177 }
 178
 179 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 180 {
 181         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 182
 183         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 184         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 185                 op |= REQ_FUA;
 186         return op;
 187 }
 188
 189 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 190
 191 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 192 {
 193         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 194
 195         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 196         wake_up_process(waiter);
 197 }
 198
 199 static ssize_t
 200 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 201                 int nr_pages)
 202 {
 203         struct file *file = iocb->ki_filp;
 204         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 205         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 206         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 207         bool should_dirty = false;
 208         struct bio bio;
 209         ssize_t ret;
 210         blk_qc_t qc;
 211         int i;
 212
 213         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 214             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 215                 return -EINVAL;
 216
 217         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 218                 vecs = inline_vecs;
 219         else {
 220                 vecs = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct bio_vec), GFP_KERNEL);
 221                 if (!vecs)
 222                         return -ENOMEM;
 223         }
 224
 225         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 226         bio.bi_bdev = bdev;
 227         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 228         bio.bi_private = current;
 229         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 230
 231         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 232         if (unlikely(ret))
 233                 return ret;
 234         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 235
 236         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 237                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 238                 if (iter_is_iovec(iter))
 239                         should_dirty = true;
 240         } else {
 241                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 242                 task_io_account_write(ret);
 243         }
 244
 245         qc = submit_bio(&bio);
 246         for (;;) {
 247                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 248                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 249                         break;
 250                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 251                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 252                         io_schedule();
 253         }
 254         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 255
 256         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 257                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 258                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 259                 put_page(bvec->bv_page);
 260         }
 261
 262         if (vecs != inline_vecs)
 263                 kfree(vecs);
 264
 265         if (unlikely(bio.bi_error))
 266                 return bio.bi_error;
 267         return ret;
 268 }
 269
 270 struct blkdev_dio {
 271         union {
 272                 struct kiocb            *iocb;
 273                 struct task_struct      *waiter;
 274         };
 275         size_t                  size;
 276         atomic_t                ref;
 277         bool                    multi_bio : 1;
 278         bool                    should_dirty : 1;
 279         bool                    is_sync : 1;
 280         struct bio              bio;
 281 };
 282
 283 static struct bio_set *blkdev_dio_pool __read_mostly;
 284
 285 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 286 {
 287         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 288         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 289
 290         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 291                 if (bio->bi_error && !dio->bio.bi_error)
 292                         dio->bio.bi_error = bio->bi_error;
 293         } else {
 294                 if (!dio->is_sync) {
 295                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 296                         ssize_t ret = dio->bio.bi_error;
 297
 298                         if (likely(!ret)) {
 299                                 ret = dio->size;
 300                                 iocb->ki_pos += ret;
 301                         }
 302
 303                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 304                         bio_put(&dio->bio);
 305                 } else {
 306                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 307
 308                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 309                         wake_up_process(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_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 335         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 336         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 337         int ret;
 338
 339         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 340             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 341                 return -EINVAL;
 342
 343         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, blkdev_dio_pool);
 344         bio_get(bio); /* extra ref for the completion handler */
 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         else
 351                 dio->iocb = iocb;
 352
 353         dio->size = 0;
 354         dio->multi_bio = false;
 355         dio->should_dirty = is_read && (iter->type == ITER_IOVEC);
 356
 357         blk_start_plug(&plug);
 358         for (;;) {
 359                 bio->bi_bdev = bdev;
 360                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 361                 bio->bi_private = dio;
 362                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 363
 364                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 365                 if (unlikely(ret)) {
 366                         bio->bi_error = ret;
 367                         bio_endio(bio);
 368                         break;
 369                 }
 370
 371                 if (is_read) {
 372                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 373                         if (dio->should_dirty)
 374                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 375                 } else {
 376                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 377                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 378                 }
 379
 380                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 381                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 382
 383                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 384                 if (!nr_pages) {
 385                         qc = submit_bio(bio);
 386                         break;
 387                 }
 388
 389                 if (!dio->multi_bio) {
 390                         dio->multi_bio = true;
 391                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 392                 } else {
 393                         atomic_inc(&dio->ref);
 394                 }
 395
 396                 submit_bio(bio);
 397                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 398         }
 399         blk_finish_plug(&plug);
 400
 401         if (!is_sync)
 402                 return -EIOCBQUEUED;
 403
 404         for (;;) {
 405                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 406                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 407                         break;
 408
 409                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 410                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 411                         io_schedule();
 412         }
 413         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 414
 415         ret = dio->bio.bi_error;
 416         if (likely(!ret))
 417                 ret = dio->size;
 418
 419         bio_put(&dio->bio);
 420         return ret;
 421 }
 422
 423 static ssize_t
 424 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 425 {
 426         int nr_pages;
 427
 428         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 429         if (!nr_pages)
 430                 return 0;
 431         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 432                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 433
 434         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 435 }
 436
 437 static __init int blkdev_init(void)
 438 {
 439         blkdev_dio_pool = bioset_create(4, offsetof(struct blkdev_dio, bio));
 440         if (!blkdev_dio_pool)
 441                 return -ENOMEM;
 442         return 0;
 443 }
 444 module_init(blkdev_init);
 445
 446 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 447 {
 448         if (!bdev)
 449                 return 0;
 450         if (!wait)
 451                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 452         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 457  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 458  */
 459 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 460 {
 461         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 462 }
 463 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 464
 465 /*
 466  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 467  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 468  * device.  Takes the superblock lock.
 469  */
 470 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 471 {
 472         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 473         if (sb) {
 474                 int res = sync_filesystem(sb);
 475                 drop_super(sb);
 476                 return res;
 477         }
 478         return sync_blockdev(bdev);
 479 }
 480 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 481
 482 /**
 483  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 484  * @bdev:       blockdevice to lock
 485  *
 486  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 487  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 488  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 489  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 490  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 491  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 492  * actually.
 493  */
 494 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 495 {
 496         struct super_block *sb;
 497         int error = 0;
 498
 499         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 500         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 501                 /*
 502                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 503                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 504                  * thaw_bdev drops it.
 505                  */
 506                 sb = get_super(bdev);
 507                 if (sb)
 508                         drop_super(sb);
 509                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 510                 return sb;
 511         }
 512
 513         sb = get_active_super(bdev);
 514         if (!sb)
 515                 goto out;
 516         if (sb->s_op->freeze_super)
 517                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 518         else
 519                 error = freeze_super(sb);
 520         if (error) {
 521                 deactivate_super(sb);
 522                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 523                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 524                 return ERR_PTR(error);
 525         }
 526         deactivate_super(sb);
 527  out:
 528         sync_blockdev(bdev);
 529         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 530         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 531 }
 532 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 533
 534 /**
 535  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 536  * @bdev:       blockdevice to unlock
 537  * @sb:         associated superblock
 538  *
 539  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 540  */
 541 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 542 {
 543         int error = -EINVAL;
 544
 545         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 546         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 547                 goto out;
 548
 549         error = 0;
 550         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 551                 goto out;
 552
 553         if (!sb)
 554                 goto out;
 555
 556         if (sb->s_op->thaw_super)
 557                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 558         else
 559                 error = thaw_super(sb);
 560         if (error)
 561                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 562 out:
 563         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 564         return error;
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 567
 568 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 569 {
 570         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 571 }
 572
 573 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 574 {
 575         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 576 }
 577
 578 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 579                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 580 {
 581         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 582 }
 583
 584 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 585                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 586                         struct page **pagep, void **fsdata)
 587 {
 588         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 589                                  blkdev_get_block);
 590 }
 591
 592 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 593                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 594                         struct page *page, void *fsdata)
 595 {
 596         int ret;
 597         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 598
 599         unlock_page(page);
 600         put_page(page);
 601
 602         return ret;
 603 }
 604
 605 /*
 606  * private llseek:
 607  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 608  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 609  */
 610 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 611 {
 612         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 613         loff_t retval;
 614
 615         inode_lock(bd_inode);
 616         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 617         inode_unlock(bd_inode);
 618         return retval;
 619 }
 620
 621 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 622 {
 623         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 624         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 625         int error;
 626
 627         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 628         if (error)
 629                 return error;
 630
 631         /*
 632          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 633          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 634          * O_SYNC writers to a block device.
 635          */
 636         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 637         if (error == -EOPNOTSUPP)
 638                 error = 0;
 639
 640         return error;
 641 }
 642 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 643
 644 /**
 645  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 646  * @bdev: The device to read the page from
 647  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 648  * @page: The page to read
 649  *
 650  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 651  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 652  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 653  *
 654  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 655  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 656  * than propagate an error back up the stack.
 657  *
 658  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 659  */
 660 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 661                         struct page *page)
 662 {
 663         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 664         int result = -EOPNOTSUPP;
 665
 666         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 667                 return result;
 668
 669         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 670         if (result)
 671                 return result;
 672         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 673         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 674         return result;
 675 }
 676 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 677
 678 /**
 679  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 680  * @bdev: The device to write the page to
 681  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 682  * @page: The page to write
 683  * @wbc: The writeback_control for the write
 684  *
 685  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 686  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 687  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 688  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 689  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 690  *
 691  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 692  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 693  * than propagate an error back up the stack.
 694  *
 695  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 696  */
 697 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 698                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 699 {
 700         int result;
 701         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 702
 703         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 704                 return -EOPNOTSUPP;
 705         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 706         if (result)
 707                 return result;
 708
 709         set_page_writeback(page);
 710         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 711         if (result)
 712                 end_page_writeback(page);
 713         else
 714                 unlock_page(page);
 715         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 716         return result;
 717 }
 718 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 719
 720 /**
 721  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
 722  * @bdev: The device containing the memory
 723  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
 724  *
 725  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
 726  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
 727  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
 728  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
 729  * page tables.
 730  *
 731  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
 732  * accessible at this address.
 733  */
 734 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
 735 {
 736         sector_t sector = dax->sector;
 737         long avail, size = dax->size;
 738         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 739
 740         /*
 741          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
 742          * memory directly accessible.
 743          */
 744         might_sleep();
 745
 746         if (size < 0)
 747                 return size;
 748         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
 749                 return -EOPNOTSUPP;
 750         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
 751                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
 752                 return -ERANGE;
 753         sector += get_start_sect(bdev);
 754         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
 755                 return -EINVAL;
 756         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
 757         if (!avail)
 758                 return -ERANGE;
 759         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
 760                 return -ENXIO;
 761         return min(avail, size);
 762 }
 763 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
 764
 765 /**
 766  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 767  * @sb: The superblock of the device
 768  * @blocksize: The block size of the device
 769  *
 770  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 771  * can be mounted with dax option.
 772  *
 773  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 774  */
 775 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 776 {
 777         struct blk_dax_ctl dax = {
 778                 .sector = 0,
 779                 .size = PAGE_SIZE,
 780         };
 781         int err;
 782
 783         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 784                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 785                 return -EINVAL;
 786         }
 787
 788         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
 789         if (err < 0) {
 790                 switch (err) {
 791                 case -EOPNOTSUPP:
 792                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 793                                 "error: device does not support dax");
 794                         break;
 795                 case -EINVAL:
 796                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 797                                 "error: unaligned partition for dax");
 798                         break;
 799                 default:
 800                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 801                                 "error: dax access failed (%d)", err);
 802                 }
 803                 return err;
 804         }
 805
 806         return 0;
 807 }
 808 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 809
 810 /**
 811  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
 812  * @bdev: The device for raw block device access
 813  */
 814 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
 815 {
 816         struct blk_dax_ctl dax = {
 817                 .size = PAGE_SIZE,
 818         };
 819
 820         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
 821                 return false;
 822
 823         dax.sector = 0;
 824         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 825                 return false;
 826
 827         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
 828         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 829                 return false;
 830
 831         return true;
 832 }
 833
 834 /*
 835  * pseudo-fs
 836  */
 837
 838 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 839 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 840
 841 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 842 {
 843         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 844         if (!ei)
 845                 return NULL;
 846         return &ei->vfs_inode;
 847 }
 848
 849 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 850 {
 851         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 852         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 853
 854         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 855 }
 856
 857 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 858 {
 859         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 860 }
 861
 862 static void init_once(void *foo)
 863 {
 864         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 865         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 866
 867         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 868         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 869         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 870 #ifdef CONFIG_SYSFS
 871         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 872 #endif
 873         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 874         /* Initialize mutex for freeze. */
 875         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 876 }
 877
 878 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 879 {
 880         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 881         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 882         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 883         clear_inode(inode);
 884         spin_lock(&bdev_lock);
 885         list_del_init(&bdev->bd_list);
 886         spin_unlock(&bdev_lock);
 887         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info)
 888                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 889 }
 890
 891 static const struct super_operations bdev_sops = {
 892         .statfs = simple_statfs,
 893         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 894         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 895         .drop_inode = generic_delete_inode,
 896         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 897 };
 898
 899 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 900         int flags, const char *dev_name, void *data)
 901 {
 902         struct dentry *dent;
 903         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 904         if (!IS_ERR(dent))
 905                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 906         return dent;
 907 }
 908
 909 static struct file_system_type bd_type = {
 910         .name           = "bdev",
 911         .mount          = bd_mount,
 912         .kill_sb        = kill_anon_super,
 913 };
 914
 915 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 916 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 917
 918 void __init bdev_cache_init(void)
 919 {
 920         int err;
 921         static struct vfsmount *bd_mnt;
 922
 923         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 924                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 925                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 926                         init_once);
 927         err = register_filesystem(&bd_type);
 928         if (err)
 929                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 930         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 931         if (IS_ERR(bd_mnt))
 932                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 933         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 934 }
 935
 936 /*
 937  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 938  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 939  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 940  */
 941 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 942 {
 943         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 944 }
 945
 946 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 947 {
 948         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 949 }
 950
 951 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 952 {
 953         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 954         return 0;
 955 }
 956
 957 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 958
 959 /*
 960  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 961  * as soon as last inode reference is dropped.
 962  */
 963 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 964 {
 965         struct inode *inode;
 966
 967         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 968         if (inode) {
 969                 remove_inode_hash(inode);
 970                 iput(inode);
 971         }
 972 }
 973
 974 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 975 {
 976         struct block_device *bdev;
 977         struct inode *inode;
 978
 979         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 980                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 981
 982         if (!inode)
 983                 return NULL;
 984
 985         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 986
 987         if (inode->i_state & I_NEW) {
 988                 bdev->bd_contains = NULL;
 989                 bdev->bd_super = NULL;
 990                 bdev->bd_inode = inode;
 991                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 992                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 993                 bdev->bd_part_count = 0;
 994                 bdev->bd_invalidated = 0;
 995                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 996                 inode->i_rdev = dev;
 997                 inode->i_bdev = bdev;
 998                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 999                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
1000                 spin_lock(&bdev_lock);
1001                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
1002                 spin_unlock(&bdev_lock);
1003                 unlock_new_inode(inode);
1004         }
1005         return bdev;
1006 }
1007
1008 EXPORT_SYMBOL(bdget);
1009
1010 /**
1011  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
1012  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
1013  */
1014 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
1015 {
1016         ihold(bdev->bd_inode);
1017         return bdev;
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
1020
1021 long nr_blockdev_pages(void)
1022 {
1023         struct block_device *bdev;
1024         long ret = 0;
1025         spin_lock(&bdev_lock);
1026         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
1027                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
1028         }
1029         spin_unlock(&bdev_lock);
1030         return ret;
1031 }
1032
1033 void bdput(struct block_device *bdev)
1034 {
1035         iput(bdev->bd_inode);
1036 }
1037
1038 EXPORT_SYMBOL(bdput);
1039
1040 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
1041 {
1042         struct block_device *bdev;
1043
1044         spin_lock(&bdev_lock);
1045         bdev = inode->i_bdev;
1046         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1047                 bdgrab(bdev);
1048                 spin_unlock(&bdev_lock);
1049                 return bdev;
1050         }
1051         spin_unlock(&bdev_lock);
1052
1053         /*
1054          * i_bdev references block device inode that was already shut down
1055          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
1056          * up block device inode again just in case new device got
1057          * reestablished under the same device number.
1058          */
1059         if (bdev)
1060                 bd_forget(inode);
1061
1062         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1063         if (bdev) {
1064                 spin_lock(&bdev_lock);
1065                 if (!inode->i_bdev) {
1066                         /*
1067                          * We take an additional reference to bd_inode,
1068                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1069                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1070                          * without igrab().
1071                          */
1072                         bdgrab(bdev);
1073                         inode->i_bdev = bdev;
1074                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1075                 }
1076                 spin_unlock(&bdev_lock);
1077         }
1078         return bdev;
1079 }
1080
1081 /* Call when you free inode */
1082
1083 void bd_forget(struct inode *inode)
1084 {
1085         struct block_device *bdev = NULL;
1086
1087         spin_lock(&bdev_lock);
1088         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1089                 bdev = inode->i_bdev;
1090         inode->i_bdev = NULL;
1091         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1092         spin_unlock(&bdev_lock);
1093
1094         if (bdev)
1095                 bdput(bdev);
1096 }
1097
1098 /**
1099  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1100  * @bdev: block device of interest
1101  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1102  * @holder: holder trying to claim @bdev
1103  *
1104  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1105  *
1106  * CONTEXT:
1107  * spin_lock(&bdev_lock).
1108  *
1109  * RETURNS:
1110  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1111  */
1112 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1113                          void *holder)
1114 {
1115         if (bdev->bd_holder == holder)
1116                 return true;     /* already a holder */
1117         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1118                 return false;    /* held by someone else */
1119         else if (whole == bdev)
1120                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1121
1122         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1123                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1124         else if (whole->bd_holder != NULL)
1125                 return false;    /* is a partition of a held device */
1126         else
1127                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1128 }
1129
1130 /**
1131  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1132  * @bdev: block device of interest
1133  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1134  * @holder: holder trying to claim @bdev
1135  *
1136  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1137  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1138  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1139  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1140  *
1141  * CONTEXT:
1142  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1143  * it multiple times.
1144  *
1145  * RETURNS:
1146  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1147  */
1148 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1149                                struct block_device *whole, void *holder)
1150 {
1151 retry:
1152         /* if someone else claimed, fail */
1153         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1154                 return -EBUSY;
1155
1156         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1157         if (whole->bd_claiming) {
1158                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1159                 DEFINE_WAIT(wait);
1160
1161                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1162                 spin_unlock(&bdev_lock);
1163                 schedule();
1164                 finish_wait(wq, &wait);
1165                 spin_lock(&bdev_lock);
1166                 goto retry;
1167         }
1168
1169         /* yay, all mine */
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 /**
1174  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1175  * @bdev: block device of interest
1176  * @holder: holder trying to claim @bdev
1177  *
1178  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1179  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1180  * successful call to this function must be matched with a call to
1181  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1182  * fail).
1183  *
1184  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1185  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1186  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1187  * access but may subsequently fail.
1188  *
1189  * CONTEXT:
1190  * Might sleep.
1191  *
1192  * RETURNS:
1193  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1194  * value on failure.
1195  */
1196 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1197                                               void *holder)
1198 {
1199         struct gendisk *disk;
1200         struct block_device *whole;
1201         int partno, err;
1202
1203         might_sleep();
1204
1205         /*
1206          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1207          * and grab the outer block device the hard way.
1208          */
1209         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1210         if (!disk)
1211                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1212
1213         /*
1214          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1215          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1216          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1217          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1218          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1219          * way.
1220          */
1221         if (partno)
1222                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1223         else
1224                 whole = bdgrab(bdev);
1225
1226         module_put(disk->fops->owner);
1227         put_disk(disk);
1228         if (!whole)
1229                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1230
1231         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1232         spin_lock(&bdev_lock);
1233
1234         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1235         if (err == 0) {
1236                 whole->bd_claiming = holder;
1237                 spin_unlock(&bdev_lock);
1238                 return whole;
1239         } else {
1240                 spin_unlock(&bdev_lock);
1241                 bdput(whole);
1242                 return ERR_PTR(err);
1243         }
1244 }
1245
1246 #ifdef CONFIG_SYSFS
1247 struct bd_holder_disk {
1248         struct list_head        list;
1249         struct gendisk          *disk;
1250         int                     refcnt;
1251 };
1252
1253 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1254                                                   struct gendisk *disk)
1255 {
1256         struct bd_holder_disk *holder;
1257
1258         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1259                 if (holder->disk == disk)
1260                         return holder;
1261         return NULL;
1262 }
1263
1264 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1265 {
1266         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1267 }
1268
1269 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1270 {
1271         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1272 }
1273
1274 /**
1275  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1276  * @bdev: the claimed slave bdev
1277  * @disk: the holding disk
1278  *
1279  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1280  *
1281  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1282  *
1283  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1284  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1285  *
1286  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1287  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1288  *
1289  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1290  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1291  *
1292  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1293  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1294  * lifetime of these symlinks.
1295  *
1296  * CONTEXT:
1297  * Might sleep.
1298  *
1299  * RETURNS:
1300  * 0 on success, -errno on failure.
1301  */
1302 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1303 {
1304         struct bd_holder_disk *holder;
1305         int ret = 0;
1306
1307         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1308
1309         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1310
1311         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1312         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1313                 goto out_unlock;
1314
1315         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1316         if (holder) {
1317                 holder->refcnt++;
1318                 goto out_unlock;
1319         }
1320
1321         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1322         if (!holder) {
1323                 ret = -ENOMEM;
1324                 goto out_unlock;
1325         }
1326
1327         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1328         holder->disk = disk;
1329         holder->refcnt = 1;
1330
1331         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1332         if (ret)
1333                 goto out_free;
1334
1335         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1336         if (ret)
1337                 goto out_del;
1338         /*
1339          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1340          * the holder directory.  Hold on to it.
1341          */
1342         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1343
1344         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1345         goto out_unlock;
1346
1347 out_del:
1348         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1349 out_free:
1350         kfree(holder);
1351 out_unlock:
1352         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1353         return ret;
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1356
1357 /**
1358  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1359  * @bdev: the calimed slave bdev
1360  * @disk: the holding disk
1361  *
1362  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1363  *
1364  * CONTEXT:
1365  * Might sleep.
1366  */
1367 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1368 {
1369         struct bd_holder_disk *holder;
1370
1371         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1372
1373         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1374
1375         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1376                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1377                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1378                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1379                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1380                 list_del_init(&holder->list);
1381                 kfree(holder);
1382         }
1383
1384         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1385 }
1386 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1387 #endif
1388
1389 /**
1390  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1391  *
1392  * @bdev:      struct block device to be flushed
1393  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1394  *
1395  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1396  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1397  * resize.
1398  */
1399 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1400 {
1401         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1402                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1403                        "resized disk %s\n",
1404                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1405         }
1406
1407         if (!bdev->bd_disk)
1408                 return;
1409         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1410                 bdev->bd_invalidated = 1;
1411 }
1412
1413 /**
1414  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1415  * @disk: struct gendisk to check
1416  * @bdev: struct bdev to adjust.
1417  *
1418  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1419  * and adjusts it if it differs.
1420  */
1421 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1422 {
1423         loff_t disk_size, bdev_size;
1424
1425         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1426         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1427         if (disk_size != bdev_size) {
1428                 printk(KERN_INFO
1429                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1430                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1431                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1432                 flush_disk(bdev, false);
1433         }
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1436
1437 /**
1438  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1439  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1440  *
1441  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1442  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1443  * for all revalidate_disk operations.
1444  */
1445 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1446 {
1447         struct block_device *bdev;
1448         int ret = 0;
1449
1450         if (disk->fops->revalidate_disk)
1451                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1452         blk_integrity_revalidate(disk);
1453         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1454         if (!bdev)
1455                 return ret;
1456
1457         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1458         check_disk_size_change(disk, bdev);
1459         bdev->bd_invalidated = 0;
1460         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1461         bdput(bdev);
1462         return ret;
1463 }
1464 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1465
1466 /*
1467  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1468  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1469  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1470  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1471  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1472  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1473  * to lose :-)
1474  */
1475 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1476 {
1477         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1478         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1479         unsigned int events;
1480
1481         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1482                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1483         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1484                 return 0;
1485
1486         flush_disk(bdev, true);
1487         if (bdops->revalidate_disk)
1488                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1489         return 1;
1490 }
1491
1492 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1493
1494 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1495 {
1496         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1497
1498         inode_lock(bdev->bd_inode);
1499         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1500         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1501         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1502                 if (size & bsize)
1503                         break;
1504                 bsize <<= 1;
1505         }
1506         bdev->bd_block_size = bsize;
1507         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1508 }
1509 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1510
1511 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1512
1513 /*
1514  * bd_mutex locking:
1515  *
1516  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1517  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1518  */
1519
1520 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1521 {
1522         struct gendisk *disk;
1523         struct module *owner;
1524         int ret;
1525         int partno;
1526         int perm = 0;
1527
1528         if (mode & FMODE_READ)
1529                 perm |= MAY_READ;
1530         if (mode & FMODE_WRITE)
1531                 perm |= MAY_WRITE;
1532         /*
1533          * hooks: /n/, see "layering violations".
1534          */
1535         if (!for_part) {
1536                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1537                 if (ret != 0) {
1538                         bdput(bdev);
1539                         return ret;
1540                 }
1541         }
1542
1543  restart:
1544
1545         ret = -ENXIO;
1546         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1547         if (!disk)
1548                 goto out;
1549         owner = disk->fops->owner;
1550
1551         disk_block_events(disk);
1552         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1553         if (!bdev->bd_openers) {
1554                 bdev->bd_disk = disk;
1555                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1556                 bdev->bd_contains = bdev;
1557                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1558                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1559
1560                 if (!partno) {
1561                         ret = -ENXIO;
1562                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1563                         if (!bdev->bd_part)
1564                                 goto out_clear;
1565
1566                         ret = 0;
1567                         if (disk->fops->open) {
1568                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1569                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1570                                         /* Lost a race with 'disk' being
1571                                          * deleted, try again.
1572                                          * See md.c
1573                                          */
1574                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1575                                         bdev->bd_part = NULL;
1576                                         bdev->bd_disk = NULL;
1577                                         bdev->bd_queue = NULL;
1578                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1579                                         disk_unblock_events(disk);
1580                                         put_disk(disk);
1581                                         module_put(owner);
1582                                         goto restart;
1583                                 }
1584                         }
1585
1586                         if (!ret)
1587                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1588
1589                         /*
1590                          * If the device is invalidated, rescan partition
1591                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1592                          * The latter is necessary to prevent ghost
1593                          * partitions on a removed medium.
1594                          */
1595                         if (bdev->bd_invalidated) {
1596                                 if (!ret)
1597                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1598                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1599                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1600                         }
1601
1602                         if (ret)
1603                                 goto out_clear;
1604                 } else {
1605                         struct block_device *whole;
1606                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1607                         ret = -ENOMEM;
1608                         if (!whole)
1609                                 goto out_clear;
1610                         BUG_ON(for_part);
1611                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1612                         if (ret)
1613                                 goto out_clear;
1614                         bdev->bd_contains = whole;
1615                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1616                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1617                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1618                                 ret = -ENXIO;
1619                                 goto out_clear;
1620                         }
1621                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1622                 }
1623         } else {
1624                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1625                         ret = 0;
1626                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1627                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1628                         /* the same as first opener case, read comment there */
1629                         if (bdev->bd_invalidated) {
1630                                 if (!ret)
1631                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1632                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1633                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1634                         }
1635                         if (ret)
1636                                 goto out_unlock_bdev;
1637                 }
1638                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1639                 put_disk(disk);
1640                 module_put(owner);
1641         }
1642         bdev->bd_openers++;
1643         if (for_part)
1644                 bdev->bd_part_count++;
1645         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1646         disk_unblock_events(disk);
1647         return 0;
1648
1649  out_clear:
1650         disk_put_part(bdev->bd_part);
1651         bdev->bd_disk = NULL;
1652         bdev->bd_part = NULL;
1653         bdev->bd_queue = NULL;
1654         bdi_put(bdev->bd_bdi);
1655         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
1656         if (bdev != bdev->bd_contains)
1657                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1658         bdev->bd_contains = NULL;
1659  out_unlock_bdev:
1660         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1661         disk_unblock_events(disk);
1662         put_disk(disk);
1663         module_put(owner);
1664  out:
1665         bdput(bdev);
1666
1667         return ret;
1668 }
1669
1670 /**
1671  * blkdev_get - open a block device
1672  * @bdev: block_device to open
1673  * @mode: FMODE_* mask
1674  * @holder: exclusive holder identifier
1675  *
1676  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1677  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1678  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1679  *
1680  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1681  * @bdev is put.
1682  *
1683  * CONTEXT:
1684  * Might sleep.
1685  *
1686  * RETURNS:
1687  * 0 on success, -errno on failure.
1688  */
1689 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1690 {
1691         struct block_device *whole = NULL;
1692         int res;
1693
1694         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1695
1696         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1697                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1698                 if (IS_ERR(whole)) {
1699                         bdput(bdev);
1700                         return PTR_ERR(whole);
1701                 }
1702         }
1703
1704         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1705
1706         if (whole) {
1707                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1708
1709                 /* finish claiming */
1710                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1711                 spin_lock(&bdev_lock);
1712
1713                 if (!res) {
1714                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1715                         /*
1716                          * Note that for a whole device bd_holders
1717                          * will be incremented twice, and bd_holder
1718                          * will be set to bd_may_claim before being
1719                          * set to holder
1720                          */
1721                         whole->bd_holders++;
1722                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1723                         bdev->bd_holders++;
1724                         bdev->bd_holder = holder;
1725                 }
1726
1727                 /* tell others that we're done */
1728                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1729                 whole->bd_claiming = NULL;
1730                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1731
1732                 spin_unlock(&bdev_lock);
1733
1734                 /*
1735                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1736                  * write holder makes the write_holder state stick until
1737                  * all are released.  This is good enough and tracking
1738                  * individual writeable reference is too fragile given the
1739                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1740                  */
1741                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1742                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1743                         bdev->bd_write_holder = true;
1744                         disk_block_events(disk);
1745                 }
1746
1747                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1748                 bdput(whole);
1749         }
1750
1751         return res;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1754
1755 /**
1756  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1757  * @path: path to the block device to open
1758  * @mode: FMODE_* mask
1759  * @holder: exclusive holder identifier
1760  *
1761  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1762  * and @holder are identical to blkdev_get().
1763  *
1764  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1765  *
1766  * CONTEXT:
1767  * Might sleep.
1768  *
1769  * RETURNS:
1770  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1771  */
1772 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1773                                         void *holder)
1774 {
1775         struct block_device *bdev;
1776         int err;
1777
1778         bdev = lookup_bdev(path);
1779         if (IS_ERR(bdev))
1780                 return bdev;
1781
1782         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1783         if (err)
1784                 return ERR_PTR(err);
1785
1786         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1787                 blkdev_put(bdev, mode);
1788                 return ERR_PTR(-EACCES);
1789         }
1790
1791         return bdev;
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1794
1795 /**
1796  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1797  * @dev: device number of block device to open
1798  * @mode: FMODE_* mask
1799  * @holder: exclusive holder identifier
1800  *
1801  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1802  * @holder are identical to blkdev_get().
1803  *
1804  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1805  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1806  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1807  * ever need it - reconsider your API.
1808  *
1809  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1810  *
1811  * CONTEXT:
1812  * Might sleep.
1813  *
1814  * RETURNS:
1815  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1816  */
1817 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1818 {
1819         struct block_device *bdev;
1820         int err;
1821
1822         bdev = bdget(dev);
1823         if (!bdev)
1824                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1825
1826         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1827         if (err)
1828                 return ERR_PTR(err);
1829
1830         return bdev;
1831 }
1832 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1833
1834 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1835 {
1836         struct block_device *bdev;
1837
1838         /*
1839          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1840          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1841          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1842          * during an unstable branch.
1843          */
1844         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1845
1846         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1847                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1848         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1849                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1850         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1851                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1852
1853         bdev = bd_acquire(inode);
1854         if (bdev == NULL)
1855                 return -ENOMEM;
1856
1857         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1858
1859         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1860 }
1861
1862 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1863 {
1864         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1865         struct block_device *victim = NULL;
1866
1867         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1868         if (for_part)
1869                 bdev->bd_part_count--;
1870
1871         if (!--bdev->bd_openers) {
1872                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1873                 sync_blockdev(bdev);
1874                 kill_bdev(bdev);
1875
1876                 bdev_write_inode(bdev);
1877                 /*
1878                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1879                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1880                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1881                  */
1882                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1883         }
1884         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1885                 if (disk->fops->release)
1886                         disk->fops->release(disk, mode);
1887         }
1888         if (!bdev->bd_openers) {
1889                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1890
1891                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1892                 bdev->bd_part = NULL;
1893                 bdev->bd_disk = NULL;
1894                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1895                         victim = bdev->bd_contains;
1896                 bdev->bd_contains = NULL;
1897
1898                 put_disk(disk);
1899                 module_put(owner);
1900         }
1901         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1902         bdput(bdev);
1903         if (victim)
1904                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1905 }
1906
1907 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1908 {
1909         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1910
1911         if (mode & FMODE_EXCL) {
1912                 bool bdev_free;
1913
1914                 /*
1915                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1916                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1917                  * synchronize disk_holder unlinking.
1918                  */
1919                 spin_lock(&bdev_lock);
1920
1921                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1922                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1923
1924                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1925                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1926                         bdev->bd_holder = NULL;
1927                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1928                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1929
1930                 spin_unlock(&bdev_lock);
1931
1932                 /*
1933                  * If this was the last claim, remove holder link and
1934                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1935                  */
1936                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1937                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1938                         bdev->bd_write_holder = false;
1939                 }
1940         }
1941
1942         /*
1943          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1944          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1945          * from userland - e.g. eject(1).
1946          */
1947         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1948
1949         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1950
1951         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1952 }
1953 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1954
1955 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1956 {
1957         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1958         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1959         return 0;
1960 }
1961
1962 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1963 {
1964         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1965         fmode_t mode = file->f_mode;
1966
1967         /*
1968          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1969          * to updated it before every ioctl.
1970          */
1971         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1972                 mode |= FMODE_NDELAY;
1973         else
1974                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1975
1976         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1981  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1982  *
1983  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1984  * use.
1985  */
1986 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1987 {
1988         struct file *file = iocb->ki_filp;
1989         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1990         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1991         struct blk_plug plug;
1992         ssize_t ret;
1993
1994         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1995                 return -EPERM;
1996
1997         if (!iov_iter_count(from))
1998                 return 0;
1999
2000         if (iocb->ki_pos >= size)
2001                 return -ENOSPC;
2002
2003         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
2004
2005         blk_start_plug(&plug);
2006         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2007         if (ret > 0)
2008                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2009         blk_finish_plug(&plug);
2010         return ret;
2011 }
2012 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2013
2014 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2015 {
2016         struct file *file = iocb->ki_filp;
2017         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2018         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2019         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2020
2021         if (pos >= size)
2022                 return 0;
2023
2024         size -= pos;
2025         iov_iter_truncate(to, size);
2026         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2027 }
2028 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2029
2030 /*
2031  * Try to release a page associated with block device when the system
2032  * is under memory pressure.
2033  */
2034 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2035 {
2036         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2037
2038         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2039                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2040
2041         return try_to_free_buffers(page);
2042 }
2043
2044 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2045                              struct writeback_control *wbc)
2046 {
2047         if (dax_mapping(mapping)) {
2048                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
2049
2050                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
2051         }
2052         return generic_writepages(mapping, wbc);
2053 }
2054
2055 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2056         .readpage       = blkdev_readpage,
2057         .readpages      = blkdev_readpages,
2058         .writepage      = blkdev_writepage,
2059         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2060         .write_end      = blkdev_write_end,
2061         .writepages     = blkdev_writepages,
2062         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2063         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2064         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2065 };
2066
2067 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2068                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2069                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2070
2071 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2072                              loff_t len)
2073 {
2074         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2075         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
2076         struct address_space *mapping;
2077         loff_t end = start + len - 1;
2078         loff_t isize;
2079         int error;
2080
2081         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2082         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2083                 return -EOPNOTSUPP;
2084
2085         /* Don't go off the end of the device. */
2086         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2087         if (start >= isize)
2088                 return -EINVAL;
2089         if (end >= isize) {
2090                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2091                         len = isize - start;
2092                         end = start + len - 1;
2093                 } else
2094                         return -EINVAL;
2095         }
2096
2097         /*
2098          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2099          */
2100         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2101                 return -EINVAL;
2102
2103         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2104         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2105         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2106
2107         switch (mode) {
2108         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2109         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2110                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2111                                             GFP_KERNEL, false);
2112                 break;
2113         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2114                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
2115                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
2116                         return -EOPNOTSUPP;
2117                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2118                                              GFP_KERNEL, 0);
2119                 break;
2120         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2121                 if (!blk_queue_discard(q))
2122                         return -EOPNOTSUPP;
2123                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2124                                              GFP_KERNEL, 0);
2125                 break;
2126         default:
2127                 return -EOPNOTSUPP;
2128         }
2129         if (error)
2130                 return error;
2131
2132         /*
2133          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2134          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2135          * inclusive, so the rounding here is safe.
2136          */
2137         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2138                                              start >> PAGE_SHIFT,
2139                                              end >> PAGE_SHIFT);
2140 }
2141
2142 const struct file_operations def_blk_fops = {
2143         .open           = blkdev_open,
2144         .release        = blkdev_close,
2145         .llseek         = block_llseek,
2146         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2147         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2148         .mmap           = generic_file_mmap,
2149         .fsync          = blkdev_fsync,
2150         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2151 #ifdef CONFIG_COMPAT
2152         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2153 #endif
2154         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2155         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2156         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2157 };
2158
2159 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2160 {
2161         int res;
2162         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2163         set_fs(KERNEL_DS);
2164         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2165         set_fs(old_fs);
2166         return res;
2167 }
2168
2169 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2170
2171 /**
2172  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2173  * @pathname:   special file representing the block device
2174  *
2175  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2176  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2177  * otherwise.
2178  */
2179 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2180 {
2181         struct block_device *bdev;
2182         struct inode *inode;
2183         struct path path;
2184         int error;
2185
2186         if (!pathname || !*pathname)
2187                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2188
2189         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2190         if (error)
2191                 return ERR_PTR(error);
2192
2193         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2194         error = -ENOTBLK;
2195         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2196                 goto fail;
2197         error = -EACCES;
2198         if (!may_open_dev(&path))
2199                 goto fail;
2200         error = -ENOMEM;
2201         bdev = bd_acquire(inode);
2202         if (!bdev)
2203                 goto fail;
2204 out:
2205         path_put(&path);
2206         return bdev;
2207 fail:
2208         bdev = ERR_PTR(error);
2209         goto out;
2210 }
2211 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2212
2213 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2214 {
2215         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2216         int res = 0;
2217
2218         if (sb) {
2219                 /*
2220                  * no need to lock the super, get_super holds the
2221                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2222                  * under us (->put_super runs with the write lock
2223                  * hold).
2224                  */
2225                 shrink_dcache_sb(sb);
2226                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2227                 drop_super(sb);
2228         }
2229         invalidate_bdev(bdev);
2230         return res;
2231 }
2232 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2233
2234 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2235 {
2236         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2237
2238         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2239         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2240                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2241                 struct block_device *bdev;
2242
2243                 spin_lock(&inode->i_lock);
2244                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2245                     mapping->nrpages == 0) {
2246                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2247                         continue;
2248                 }
2249                 __iget(inode);
2250                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2251                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2252                 /*
2253                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2254                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2255                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2256                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2257                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2258                  * later.
2259                  */
2260                 iput(old_inode);
2261                 old_inode = inode;
2262                 bdev = I_BDEV(inode);
2263
2264                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2265                 if (bdev->bd_openers)
2266                         func(bdev, arg);
2267                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2268
2269                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2270         }
2271         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2272         iput(old_inode);
2273 }