fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/dax.h>
  22 #include <linux/buffer_head.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/writeback.h>
  26 #include <linux/mpage.h>
  27 #include <linux/mount.h>
  28 #include <linux/uio.h>
  29 #include <linux/namei.h>
  30 #include <linux/log2.h>
  31 #include <linux/cleancache.h>
  32 #include <linux/dax.h>
  33 #include <linux/badblocks.h>
  34 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  35 #include <linux/falloc.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include "internal.h"
  38
  39 struct bdev_inode {
  40         struct block_device bdev;
  41         struct inode vfs_inode;
  42 };
  43
  44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  45
  46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  47 {
  48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  49 }
  50
  51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  52 {
  53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  56
  57 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  58 {
  59         struct va_format vaf;
  60         va_list args;
  61
  62         va_start(args, fmt);
  63         vaf.fmt = fmt;
  64         vaf.va = &args;
  65         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  66         va_end(args);
  67 }
  68
  69 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  70 {
  71         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  72         int ret;
  73
  74         spin_lock(&inode->i_lock);
  75         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  76                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  77                 ret = write_inode_now(inode, true);
  78                 if (ret) {
  79                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  80                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  81                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  82                                             bdevname(bdev, name), ret);
  83                 }
  84                 spin_lock(&inode->i_lock);
  85         }
  86         spin_unlock(&inode->i_lock);
  87 }
  88
  89 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  90 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  95                 return;
  96
  97         invalidate_bh_lrus();
  98         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  99 }
 100 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
 101
 102 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 103 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 104 {
 105         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 106
 107         if (mapping->nrpages) {
 108                 invalidate_bh_lrus();
 109                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 110                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 111         }
 112         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 113          * But, for the strange corners, lets be cautious
 114          */
 115         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 116 }
 117 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 118
 119 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 int bdev_dax_pgoff(struct block_device *bdev, sector_t sector, size_t size,
 721                 pgoff_t *pgoff)
 722 {
 723         phys_addr_t phys_off = (get_start_sect(bdev) + sector) * 512;
 724
 725         if (pgoff)
 726                 *pgoff = PHYS_PFN(phys_off);
 727         if (phys_off % PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE)
 728                 return -EINVAL;
 729         return 0;
 730 }
 731 EXPORT_SYMBOL(bdev_dax_pgoff);
 732
 733 /**
 734  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 735  * @sb: The superblock of the device
 736  * @blocksize: The block size of the device
 737  *
 738  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 739  * can be mounted with dax option.
 740  *
 741  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 742  */
 743 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 744 {
 745         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
 746         struct dax_device *dax_dev;
 747         pgoff_t pgoff;
 748         int err, id;
 749         void *kaddr;
 750         pfn_t pfn;
 751         long len;
 752
 753         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 754                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 755                 return -EINVAL;
 756         }
 757
 758         err = bdev_dax_pgoff(bdev, 0, PAGE_SIZE, &pgoff);
 759         if (err) {
 760                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unaligned partition for dax");
 761                 return err;
 762         }
 763
 764         dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
 765         if (!dax_dev) {
 766                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: device does not support dax");
 767                 return -EOPNOTSUPP;
 768         }
 769
 770         id = dax_read_lock();
 771         len = dax_direct_access(dax_dev, pgoff, 1, &kaddr, &pfn);
 772         dax_read_unlock(id);
 773
 774         put_dax(dax_dev);
 775
 776         if (len < 1) {
 777                 vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 778                                 "error: dax access failed (%ld)", len);
 779                 return len < 0 ? len : -EIO;
 780         }
 781
 782         return 0;
 783 }
 784 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 785
 786 /*
 787  * pseudo-fs
 788  */
 789
 790 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 791 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 792
 793 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 794 {
 795         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 796         if (!ei)
 797                 return NULL;
 798         return &ei->vfs_inode;
 799 }
 800
 801 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 802 {
 803         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 804         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 805
 806         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 807 }
 808
 809 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 810 {
 811         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 812 }
 813
 814 static void init_once(void *foo)
 815 {
 816         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 817         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 818
 819         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 820         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 821         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 822 #ifdef CONFIG_SYSFS
 823         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 824 #endif
 825         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 826         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 827         /* Initialize mutex for freeze. */
 828         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 829 }
 830
 831 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 832 {
 833         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 834         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 835         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 836         clear_inode(inode);
 837         spin_lock(&bdev_lock);
 838         list_del_init(&bdev->bd_list);
 839         spin_unlock(&bdev_lock);
 840         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 841         inode_detach_wb(inode);
 842         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 843                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 844                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 845         }
 846 }
 847
 848 static const struct super_operations bdev_sops = {
 849         .statfs = simple_statfs,
 850         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 851         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 852         .drop_inode = generic_delete_inode,
 853         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 854 };
 855
 856 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 857         int flags, const char *dev_name, void *data)
 858 {
 859         struct dentry *dent;
 860         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 861         if (!IS_ERR(dent))
 862                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 863         return dent;
 864 }
 865
 866 static struct file_system_type bd_type = {
 867         .name           = "bdev",
 868         .mount          = bd_mount,
 869         .kill_sb        = kill_anon_super,
 870 };
 871
 872 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 873 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 874
 875 void __init bdev_cache_init(void)
 876 {
 877         int err;
 878         static struct vfsmount *bd_mnt;
 879
 880         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 881                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 882                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 883                         init_once);
 884         err = register_filesystem(&bd_type);
 885         if (err)
 886                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 887         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 888         if (IS_ERR(bd_mnt))
 889                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 890         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 891 }
 892
 893 /*
 894  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 895  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 896  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 897  */
 898 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 899 {
 900         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 901 }
 902
 903 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 904 {
 905         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 906 }
 907
 908 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 909 {
 910         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 911         return 0;
 912 }
 913
 914 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 915
 916 /*
 917  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 918  * as soon as last inode reference is dropped.
 919  */
 920 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 921 {
 922         struct inode *inode;
 923
 924         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 925         if (inode) {
 926                 remove_inode_hash(inode);
 927                 iput(inode);
 928         }
 929 }
 930
 931 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 932 {
 933         struct block_device *bdev;
 934         struct inode *inode;
 935
 936         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 937                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 938
 939         if (!inode)
 940                 return NULL;
 941
 942         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 943
 944         if (inode->i_state & I_NEW) {
 945                 bdev->bd_contains = NULL;
 946                 bdev->bd_super = NULL;
 947                 bdev->bd_inode = inode;
 948                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 949                 bdev->bd_part_count = 0;
 950                 bdev->bd_invalidated = 0;
 951                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 952                 inode->i_rdev = dev;
 953                 inode->i_bdev = bdev;
 954                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 955                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 956                 spin_lock(&bdev_lock);
 957                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 958                 spin_unlock(&bdev_lock);
 959                 unlock_new_inode(inode);
 960         }
 961         return bdev;
 962 }
 963
 964 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 965
 966 /**
 967  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 968  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 969  */
 970 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 971 {
 972         ihold(bdev->bd_inode);
 973         return bdev;
 974 }
 975 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 976
 977 long nr_blockdev_pages(void)
 978 {
 979         struct block_device *bdev;
 980         long ret = 0;
 981         spin_lock(&bdev_lock);
 982         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 983                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 984         }
 985         spin_unlock(&bdev_lock);
 986         return ret;
 987 }
 988
 989 void bdput(struct block_device *bdev)
 990 {
 991         iput(bdev->bd_inode);
 992 }
 993
 994 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 995
 996 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 997 {
 998         struct block_device *bdev;
 999
1000         spin_lock(&bdev_lock);
1001         bdev = inode->i_bdev;
1002         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1003                 bdgrab(bdev);
1004                 spin_unlock(&bdev_lock);
1005                 return bdev;
1006         }
1007         spin_unlock(&bdev_lock);
1008
1009         /*
1010          * i_bdev references block device inode that was already shut down
1011          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
1012          * up block device inode again just in case new device got
1013          * reestablished under the same device number.
1014          */
1015         if (bdev)
1016                 bd_forget(inode);
1017
1018         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1019         if (bdev) {
1020                 spin_lock(&bdev_lock);
1021                 if (!inode->i_bdev) {
1022                         /*
1023                          * We take an additional reference to bd_inode,
1024                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1025                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1026                          * without igrab().
1027                          */
1028                         bdgrab(bdev);
1029                         inode->i_bdev = bdev;
1030                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1031                 }
1032                 spin_unlock(&bdev_lock);
1033         }
1034         return bdev;
1035 }
1036
1037 /* Call when you free inode */
1038
1039 void bd_forget(struct inode *inode)
1040 {
1041         struct block_device *bdev = NULL;
1042
1043         spin_lock(&bdev_lock);
1044         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1045                 bdev = inode->i_bdev;
1046         inode->i_bdev = NULL;
1047         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1048         spin_unlock(&bdev_lock);
1049
1050         if (bdev)
1051                 bdput(bdev);
1052 }
1053
1054 /**
1055  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1056  * @bdev: block device of interest
1057  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1058  * @holder: holder trying to claim @bdev
1059  *
1060  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1061  *
1062  * CONTEXT:
1063  * spin_lock(&bdev_lock).
1064  *
1065  * RETURNS:
1066  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1067  */
1068 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1069                          void *holder)
1070 {
1071         if (bdev->bd_holder == holder)
1072                 return true;     /* already a holder */
1073         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1074                 return false;    /* held by someone else */
1075         else if (whole == bdev)
1076                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1077
1078         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1079                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1080         else if (whole->bd_holder != NULL)
1081                 return false;    /* is a partition of a held device */
1082         else
1083                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1084 }
1085
1086 /**
1087  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1088  * @bdev: block device of interest
1089  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1090  * @holder: holder trying to claim @bdev
1091  *
1092  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1093  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1094  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1095  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1096  *
1097  * CONTEXT:
1098  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1099  * it multiple times.
1100  *
1101  * RETURNS:
1102  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1103  */
1104 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1105                                struct block_device *whole, void *holder)
1106 {
1107 retry:
1108         /* if someone else claimed, fail */
1109         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1110                 return -EBUSY;
1111
1112         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1113         if (whole->bd_claiming) {
1114                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1115                 DEFINE_WAIT(wait);
1116
1117                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1118                 spin_unlock(&bdev_lock);
1119                 schedule();
1120                 finish_wait(wq, &wait);
1121                 spin_lock(&bdev_lock);
1122                 goto retry;
1123         }
1124
1125         /* yay, all mine */
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1131  * @bdev: block device of interest
1132  * @holder: holder trying to claim @bdev
1133  *
1134  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1135  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1136  * successful call to this function must be matched with a call to
1137  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1138  * fail).
1139  *
1140  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1141  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1142  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1143  * access but may subsequently fail.
1144  *
1145  * CONTEXT:
1146  * Might sleep.
1147  *
1148  * RETURNS:
1149  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1150  * value on failure.
1151  */
1152 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1153                                               void *holder)
1154 {
1155         struct gendisk *disk;
1156         struct block_device *whole;
1157         int partno, err;
1158
1159         might_sleep();
1160
1161         /*
1162          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1163          * and grab the outer block device the hard way.
1164          */
1165         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1166         if (!disk)
1167                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1168
1169         /*
1170          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1171          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1172          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1173          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1174          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1175          * way.
1176          */
1177         if (partno)
1178                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1179         else
1180                 whole = bdgrab(bdev);
1181
1182         module_put(disk->fops->owner);
1183         put_disk(disk);
1184         if (!whole)
1185                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1186
1187         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1188         spin_lock(&bdev_lock);
1189
1190         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1191         if (err == 0) {
1192                 whole->bd_claiming = holder;
1193                 spin_unlock(&bdev_lock);
1194                 return whole;
1195         } else {
1196                 spin_unlock(&bdev_lock);
1197                 bdput(whole);
1198                 return ERR_PTR(err);
1199         }
1200 }
1201
1202 #ifdef CONFIG_SYSFS
1203 struct bd_holder_disk {
1204         struct list_head        list;
1205         struct gendisk          *disk;
1206         int                     refcnt;
1207 };
1208
1209 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1210                                                   struct gendisk *disk)
1211 {
1212         struct bd_holder_disk *holder;
1213
1214         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1215                 if (holder->disk == disk)
1216                         return holder;
1217         return NULL;
1218 }
1219
1220 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1221 {
1222         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1223 }
1224
1225 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1226 {
1227         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1228 }
1229
1230 /**
1231  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1232  * @bdev: the claimed slave bdev
1233  * @disk: the holding disk
1234  *
1235  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1236  *
1237  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1238  *
1239  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1240  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1241  *
1242  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1243  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1244  *
1245  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1246  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1247  *
1248  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1249  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1250  * lifetime of these symlinks.
1251  *
1252  * CONTEXT:
1253  * Might sleep.
1254  *
1255  * RETURNS:
1256  * 0 on success, -errno on failure.
1257  */
1258 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1259 {
1260         struct bd_holder_disk *holder;
1261         int ret = 0;
1262
1263         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1264
1265         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1266
1267         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1268         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1269                 goto out_unlock;
1270
1271         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1272         if (holder) {
1273                 holder->refcnt++;
1274                 goto out_unlock;
1275         }
1276
1277         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1278         if (!holder) {
1279                 ret = -ENOMEM;
1280                 goto out_unlock;
1281         }
1282
1283         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1284         holder->disk = disk;
1285         holder->refcnt = 1;
1286
1287         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1288         if (ret)
1289                 goto out_free;
1290
1291         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1292         if (ret)
1293                 goto out_del;
1294         /*
1295          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1296          * the holder directory.  Hold on to it.
1297          */
1298         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1299
1300         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1301         goto out_unlock;
1302
1303 out_del:
1304         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1305 out_free:
1306         kfree(holder);
1307 out_unlock:
1308         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1309         return ret;
1310 }
1311 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1312
1313 /**
1314  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1315  * @bdev: the calimed slave bdev
1316  * @disk: the holding disk
1317  *
1318  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1319  *
1320  * CONTEXT:
1321  * Might sleep.
1322  */
1323 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1324 {
1325         struct bd_holder_disk *holder;
1326
1327         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1328
1329         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1330
1331         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1332                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1333                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1334                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1335                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1336                 list_del_init(&holder->list);
1337                 kfree(holder);
1338         }
1339
1340         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1341 }
1342 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1343 #endif
1344
1345 /**
1346  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1347  *
1348  * @bdev:      struct block device to be flushed
1349  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1350  *
1351  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1352  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1353  * resize.
1354  */
1355 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1356 {
1357         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1358                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1359                        "resized disk %s\n",
1360                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1361         }
1362
1363         if (!bdev->bd_disk)
1364                 return;
1365         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1366                 bdev->bd_invalidated = 1;
1367 }
1368
1369 /**
1370  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1371  * @disk: struct gendisk to check
1372  * @bdev: struct bdev to adjust.
1373  *
1374  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1375  * and adjusts it if it differs.
1376  */
1377 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1378 {
1379         loff_t disk_size, bdev_size;
1380
1381         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1382         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1383         if (disk_size != bdev_size) {
1384                 printk(KERN_INFO
1385                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1386                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1387                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1388                 flush_disk(bdev, false);
1389         }
1390 }
1391 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1392
1393 /**
1394  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1395  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1396  *
1397  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1398  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1399  * for all revalidate_disk operations.
1400  */
1401 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1402 {
1403         struct block_device *bdev;
1404         int ret = 0;
1405
1406         if (disk->fops->revalidate_disk)
1407                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1408         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1409         if (!bdev)
1410                 return ret;
1411
1412         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1413         check_disk_size_change(disk, bdev);
1414         bdev->bd_invalidated = 0;
1415         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1416         bdput(bdev);
1417         return ret;
1418 }
1419 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1420
1421 /*
1422  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1423  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1424  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1425  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1426  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1427  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1428  * to lose :-)
1429  */
1430 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1431 {
1432         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1433         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1434         unsigned int events;
1435
1436         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1437                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1438         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1439                 return 0;
1440
1441         flush_disk(bdev, true);
1442         if (bdops->revalidate_disk)
1443                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1444         return 1;
1445 }
1446
1447 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1448
1449 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1450 {
1451         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1452
1453         inode_lock(bdev->bd_inode);
1454         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1455         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1456         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1457                 if (size & bsize)
1458                         break;
1459                 bsize <<= 1;
1460         }
1461         bdev->bd_block_size = bsize;
1462         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1463 }
1464 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1465
1466 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1467
1468 /*
1469  * bd_mutex locking:
1470  *
1471  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1472  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1473  */
1474
1475 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1476 {
1477         struct gendisk *disk;
1478         struct module *owner;
1479         int ret;
1480         int partno;
1481         int perm = 0;
1482
1483         if (mode & FMODE_READ)
1484                 perm |= MAY_READ;
1485         if (mode & FMODE_WRITE)
1486                 perm |= MAY_WRITE;
1487         /*
1488          * hooks: /n/, see "layering violations".
1489          */
1490         if (!for_part) {
1491                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1492                 if (ret != 0) {
1493                         bdput(bdev);
1494                         return ret;
1495                 }
1496         }
1497
1498  restart:
1499
1500         ret = -ENXIO;
1501         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1502         if (!disk)
1503                 goto out;
1504         owner = disk->fops->owner;
1505
1506         disk_block_events(disk);
1507         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1508         if (!bdev->bd_openers) {
1509                 bdev->bd_disk = disk;
1510                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1511                 bdev->bd_contains = bdev;
1512
1513                 if (!partno) {
1514                         ret = -ENXIO;
1515                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1516                         if (!bdev->bd_part)
1517                                 goto out_clear;
1518
1519                         ret = 0;
1520                         if (disk->fops->open) {
1521                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1522                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1523                                         /* Lost a race with 'disk' being
1524                                          * deleted, try again.
1525                                          * See md.c
1526                                          */
1527                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1528                                         bdev->bd_part = NULL;
1529                                         bdev->bd_disk = NULL;
1530                                         bdev->bd_queue = NULL;
1531                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1532                                         disk_unblock_events(disk);
1533                                         put_disk(disk);
1534                                         module_put(owner);
1535                                         goto restart;
1536                                 }
1537                         }
1538
1539                         if (!ret)
1540                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1541
1542                         /*
1543                          * If the device is invalidated, rescan partition
1544                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1545                          * The latter is necessary to prevent ghost
1546                          * partitions on a removed medium.
1547                          */
1548                         if (bdev->bd_invalidated) {
1549                                 if (!ret)
1550                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1551                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1552                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1553                         }
1554
1555                         if (ret)
1556                                 goto out_clear;
1557                 } else {
1558                         struct block_device *whole;
1559                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1560                         ret = -ENOMEM;
1561                         if (!whole)
1562                                 goto out_clear;
1563                         BUG_ON(for_part);
1564                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1565                         if (ret)
1566                                 goto out_clear;
1567                         bdev->bd_contains = whole;
1568                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1569                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1570                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1571                                 ret = -ENXIO;
1572                                 goto out_clear;
1573                         }
1574                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1575                 }
1576
1577                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1578                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1579         } else {
1580                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1581                         ret = 0;
1582                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1583                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1584                         /* the same as first opener case, read comment there */
1585                         if (bdev->bd_invalidated) {
1586                                 if (!ret)
1587                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1588                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1589                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1590                         }
1591                         if (ret)
1592                                 goto out_unlock_bdev;
1593                 }
1594                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1595                 put_disk(disk);
1596                 module_put(owner);
1597         }
1598         bdev->bd_openers++;
1599         if (for_part)
1600                 bdev->bd_part_count++;
1601         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1602         disk_unblock_events(disk);
1603         return 0;
1604
1605  out_clear:
1606         disk_put_part(bdev->bd_part);
1607         bdev->bd_disk = NULL;
1608         bdev->bd_part = NULL;
1609         bdev->bd_queue = NULL;
1610         if (bdev != bdev->bd_contains)
1611                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1612         bdev->bd_contains = NULL;
1613  out_unlock_bdev:
1614         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1615         disk_unblock_events(disk);
1616         put_disk(disk);
1617         module_put(owner);
1618  out:
1619         bdput(bdev);
1620
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 /**
1625  * blkdev_get - open a block device
1626  * @bdev: block_device to open
1627  * @mode: FMODE_* mask
1628  * @holder: exclusive holder identifier
1629  *
1630  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1631  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1632  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1633  *
1634  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1635  * @bdev is put.
1636  *
1637  * CONTEXT:
1638  * Might sleep.
1639  *
1640  * RETURNS:
1641  * 0 on success, -errno on failure.
1642  */
1643 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1644 {
1645         struct block_device *whole = NULL;
1646         int res;
1647
1648         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1649
1650         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1651                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1652                 if (IS_ERR(whole)) {
1653                         bdput(bdev);
1654                         return PTR_ERR(whole);
1655                 }
1656         }
1657
1658         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1659
1660         if (whole) {
1661                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1662
1663                 /* finish claiming */
1664                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1665                 spin_lock(&bdev_lock);
1666
1667                 if (!res) {
1668                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1669                         /*
1670                          * Note that for a whole device bd_holders
1671                          * will be incremented twice, and bd_holder
1672                          * will be set to bd_may_claim before being
1673                          * set to holder
1674                          */
1675                         whole->bd_holders++;
1676                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1677                         bdev->bd_holders++;
1678                         bdev->bd_holder = holder;
1679                 }
1680
1681                 /* tell others that we're done */
1682                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1683                 whole->bd_claiming = NULL;
1684                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1685
1686                 spin_unlock(&bdev_lock);
1687
1688                 /*
1689                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1690                  * write holder makes the write_holder state stick until
1691                  * all are released.  This is good enough and tracking
1692                  * individual writeable reference is too fragile given the
1693                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1694                  */
1695                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1696                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1697                         bdev->bd_write_holder = true;
1698                         disk_block_events(disk);
1699                 }
1700
1701                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1702                 bdput(whole);
1703         }
1704
1705         return res;
1706 }
1707 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1708
1709 /**
1710  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1711  * @path: path to the block device to open
1712  * @mode: FMODE_* mask
1713  * @holder: exclusive holder identifier
1714  *
1715  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1716  * and @holder are identical to blkdev_get().
1717  *
1718  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1719  *
1720  * CONTEXT:
1721  * Might sleep.
1722  *
1723  * RETURNS:
1724  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1725  */
1726 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1727                                         void *holder)
1728 {
1729         struct block_device *bdev;
1730         int err;
1731
1732         bdev = lookup_bdev(path);
1733         if (IS_ERR(bdev))
1734                 return bdev;
1735
1736         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1737         if (err)
1738                 return ERR_PTR(err);
1739
1740         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1741                 blkdev_put(bdev, mode);
1742                 return ERR_PTR(-EACCES);
1743         }
1744
1745         return bdev;
1746 }
1747 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1748
1749 /**
1750  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1751  * @dev: device number of block device to open
1752  * @mode: FMODE_* mask
1753  * @holder: exclusive holder identifier
1754  *
1755  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1756  * @holder are identical to blkdev_get().
1757  *
1758  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1759  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1760  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1761  * ever need it - reconsider your API.
1762  *
1763  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1764  *
1765  * CONTEXT:
1766  * Might sleep.
1767  *
1768  * RETURNS:
1769  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1770  */
1771 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1772 {
1773         struct block_device *bdev;
1774         int err;
1775
1776         bdev = bdget(dev);
1777         if (!bdev)
1778                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1779
1780         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1781         if (err)
1782                 return ERR_PTR(err);
1783
1784         return bdev;
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1787
1788 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1789 {
1790         struct block_device *bdev;
1791
1792         /*
1793          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1794          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1795          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1796          * during an unstable branch.
1797          */
1798         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1799
1800         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1801                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1802         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1803                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1804         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1805                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1806
1807         bdev = bd_acquire(inode);
1808         if (bdev == NULL)
1809                 return -ENOMEM;
1810
1811         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1812
1813         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1814 }
1815
1816 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1817 {
1818         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1819         struct block_device *victim = NULL;
1820
1821         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1822         if (for_part)
1823                 bdev->bd_part_count--;
1824
1825         if (!--bdev->bd_openers) {
1826                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1827                 sync_blockdev(bdev);
1828                 kill_bdev(bdev);
1829
1830                 bdev_write_inode(bdev);
1831         }
1832         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1833                 if (disk->fops->release)
1834                         disk->fops->release(disk, mode);
1835         }
1836         if (!bdev->bd_openers) {
1837                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1838
1839                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1840                 bdev->bd_part = NULL;
1841                 bdev->bd_disk = NULL;
1842                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1843                         victim = bdev->bd_contains;
1844                 bdev->bd_contains = NULL;
1845
1846                 put_disk(disk);
1847                 module_put(owner);
1848         }
1849         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1850         bdput(bdev);
1851         if (victim)
1852                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1853 }
1854
1855 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1856 {
1857         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1858
1859         if (mode & FMODE_EXCL) {
1860                 bool bdev_free;
1861
1862                 /*
1863                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1864                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1865                  * synchronize disk_holder unlinking.
1866                  */
1867                 spin_lock(&bdev_lock);
1868
1869                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1870                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1871
1872                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1873                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1874                         bdev->bd_holder = NULL;
1875                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1876                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1877
1878                 spin_unlock(&bdev_lock);
1879
1880                 /*
1881                  * If this was the last claim, remove holder link and
1882                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1883                  */
1884                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1885                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1886                         bdev->bd_write_holder = false;
1887                 }
1888         }
1889
1890         /*
1891          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1892          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1893          * from userland - e.g. eject(1).
1894          */
1895         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1896
1897         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1898
1899         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1900 }
1901 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1902
1903 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1904 {
1905         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1906         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1907         return 0;
1908 }
1909
1910 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1911 {
1912         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1913         fmode_t mode = file->f_mode;
1914
1915         /*
1916          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1917          * to updated it before every ioctl.
1918          */
1919         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1920                 mode |= FMODE_NDELAY;
1921         else
1922                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1923
1924         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1929  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1930  *
1931  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1932  * use.
1933  */
1934 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1935 {
1936         struct file *file = iocb->ki_filp;
1937         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1938         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1939         struct blk_plug plug;
1940         ssize_t ret;
1941
1942         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1943                 return -EPERM;
1944
1945         if (!iov_iter_count(from))
1946                 return 0;
1947
1948         if (iocb->ki_pos >= size)
1949                 return -ENOSPC;
1950
1951         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1952
1953         blk_start_plug(&plug);
1954         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1955         if (ret > 0)
1956                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1957         blk_finish_plug(&plug);
1958         return ret;
1959 }
1960 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1961
1962 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1963 {
1964         struct file *file = iocb->ki_filp;
1965         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1966         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1967         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1968
1969         if (pos >= size)
1970                 return 0;
1971
1972         size -= pos;
1973         iov_iter_truncate(to, size);
1974         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1975 }
1976 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1977
1978 /*
1979  * Try to release a page associated with block device when the system
1980  * is under memory pressure.
1981  */
1982 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1983 {
1984         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1985
1986         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1987                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1988
1989         return try_to_free_buffers(page);
1990 }
1991
1992 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1993                              struct writeback_control *wbc)
1994 {
1995         if (dax_mapping(mapping)) {
1996                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1997
1998                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1999         }
2000         return generic_writepages(mapping, wbc);
2001 }
2002
2003 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2004         .readpage       = blkdev_readpage,
2005         .readpages      = blkdev_readpages,
2006         .writepage      = blkdev_writepage,
2007         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2008         .write_end      = blkdev_write_end,
2009         .writepages     = blkdev_writepages,
2010         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2011         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2012         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2013 };
2014
2015 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2016                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2017                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2018
2019 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2020                              loff_t len)
2021 {
2022         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2023         struct address_space *mapping;
2024         loff_t end = start + len - 1;
2025         loff_t isize;
2026         int error;
2027
2028         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2029         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2030                 return -EOPNOTSUPP;
2031
2032         /* Don't go off the end of the device. */
2033         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2034         if (start >= isize)
2035                 return -EINVAL;
2036         if (end >= isize) {
2037                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2038                         len = isize - start;
2039                         end = start + len - 1;
2040                 } else
2041                         return -EINVAL;
2042         }
2043
2044         /*
2045          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2046          */
2047         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2048                 return -EINVAL;
2049
2050         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2051         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2052         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2053
2054         switch (mode) {
2055         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2056         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2057                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2058                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2059                 break;
2060         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2061                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2062                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2063                 break;
2064         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2065                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2066                                              GFP_KERNEL, 0);
2067                 break;
2068         default:
2069                 return -EOPNOTSUPP;
2070         }
2071         if (error)
2072                 return error;
2073
2074         /*
2075          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2076          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2077          * inclusive, so the rounding here is safe.
2078          */
2079         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2080                                              start >> PAGE_SHIFT,
2081                                              end >> PAGE_SHIFT);
2082 }
2083
2084 const struct file_operations def_blk_fops = {
2085         .open           = blkdev_open,
2086         .release        = blkdev_close,
2087         .llseek         = block_llseek,
2088         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2089         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2090         .mmap           = generic_file_mmap,
2091         .fsync          = blkdev_fsync,
2092         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2093 #ifdef CONFIG_COMPAT
2094         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2095 #endif
2096         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2097         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2098         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2099 };
2100
2101 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2102 {
2103         int res;
2104         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2105         set_fs(KERNEL_DS);
2106         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2107         set_fs(old_fs);
2108         return res;
2109 }
2110
2111 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2112
2113 /**
2114  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2115  * @pathname:   special file representing the block device
2116  *
2117  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2118  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2119  * otherwise.
2120  */
2121 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2122 {
2123         struct block_device *bdev;
2124         struct inode *inode;
2125         struct path path;
2126         int error;
2127
2128         if (!pathname || !*pathname)
2129                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2130
2131         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2132         if (error)
2133                 return ERR_PTR(error);
2134
2135         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2136         error = -ENOTBLK;
2137         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2138                 goto fail;
2139         error = -EACCES;
2140         if (!may_open_dev(&path))
2141                 goto fail;
2142         error = -ENOMEM;
2143         bdev = bd_acquire(inode);
2144         if (!bdev)
2145                 goto fail;
2146 out:
2147         path_put(&path);
2148         return bdev;
2149 fail:
2150         bdev = ERR_PTR(error);
2151         goto out;
2152 }
2153 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2154
2155 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2156 {
2157         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2158         int res = 0;
2159
2160         if (sb) {
2161                 /*
2162                  * no need to lock the super, get_super holds the
2163                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2164                  * under us (->put_super runs with the write lock
2165                  * hold).
2166                  */
2167                 shrink_dcache_sb(sb);
2168                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2169                 drop_super(sb);
2170         }
2171         invalidate_bdev(bdev);
2172         return res;
2173 }
2174 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2175
2176 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2177 {
2178         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2179
2180         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2181         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2182                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2183                 struct block_device *bdev;
2184
2185                 spin_lock(&inode->i_lock);
2186                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2187                     mapping->nrpages == 0) {
2188                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2189                         continue;
2190                 }
2191                 __iget(inode);
2192                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2193                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2194                 /*
2195                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2196                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2197                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2198                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2199                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2200                  * later.
2201                  */
2202                 iput(old_inode);
2203                 old_inode = inode;
2204                 bdev = I_BDEV(inode);
2205
2206                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2207                 if (bdev->bd_openers)
2208                         func(bdev, arg);
2209                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2210
2211                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2212         }
2213         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2214         iput(old_inode);
2215 }