]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/block_dev.c
Merge branch 'next/late' with mainline
[karo-tx-linux.git] / 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 = (1 << inode->i_blkbits);
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) {
1047                 bdgrab(bdev);
1048                 spin_unlock(&bdev_lock);
1049                 return bdev;
1050         }
1051         spin_unlock(&bdev_lock);
1052
1053         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1054         if (bdev) {
1055                 spin_lock(&bdev_lock);
1056                 if (!inode->i_bdev) {
1057                         /*
1058                          * We take an additional reference to bd_inode,
1059                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1060                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1061                          * without igrab().
1062                          */
1063                         bdgrab(bdev);
1064                         inode->i_bdev = bdev;
1065                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1066                 }
1067                 spin_unlock(&bdev_lock);
1068         }
1069         return bdev;
1070 }
1071
1072 /* Call when you free inode */
1073
1074 void bd_forget(struct inode *inode)
1075 {
1076         struct block_device *bdev = NULL;
1077
1078         spin_lock(&bdev_lock);
1079         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1080                 bdev = inode->i_bdev;
1081         inode->i_bdev = NULL;
1082         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1083         spin_unlock(&bdev_lock);
1084
1085         if (bdev)
1086                 bdput(bdev);
1087 }
1088
1089 /**
1090  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1091  * @bdev: block device of interest
1092  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1093  * @holder: holder trying to claim @bdev
1094  *
1095  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1096  *
1097  * CONTEXT:
1098  * spin_lock(&bdev_lock).
1099  *
1100  * RETURNS:
1101  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1102  */
1103 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1104                          void *holder)
1105 {
1106         if (bdev->bd_holder == holder)
1107                 return true;     /* already a holder */
1108         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1109                 return false;    /* held by someone else */
1110         else if (whole == bdev)
1111                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1112
1113         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1114                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1115         else if (whole->bd_holder != NULL)
1116                 return false;    /* is a partition of a held device */
1117         else
1118                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1119 }
1120
1121 /**
1122  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1123  * @bdev: block device of interest
1124  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1125  * @holder: holder trying to claim @bdev
1126  *
1127  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1128  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1129  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1130  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1131  *
1132  * CONTEXT:
1133  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1134  * it multiple times.
1135  *
1136  * RETURNS:
1137  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1138  */
1139 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1140                                struct block_device *whole, void *holder)
1141 {
1142 retry:
1143         /* if someone else claimed, fail */
1144         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1145                 return -EBUSY;
1146
1147         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1148         if (whole->bd_claiming) {
1149                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1150                 DEFINE_WAIT(wait);
1151
1152                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1153                 spin_unlock(&bdev_lock);
1154                 schedule();
1155                 finish_wait(wq, &wait);
1156                 spin_lock(&bdev_lock);
1157                 goto retry;
1158         }
1159
1160         /* yay, all mine */
1161         return 0;
1162 }
1163
1164 /**
1165  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1166  * @bdev: block device of interest
1167  * @holder: holder trying to claim @bdev
1168  *
1169  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1170  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1171  * successful call to this function must be matched with a call to
1172  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1173  * fail).
1174  *
1175  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1176  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1177  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1178  * access but may subsequently fail.
1179  *
1180  * CONTEXT:
1181  * Might sleep.
1182  *
1183  * RETURNS:
1184  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1185  * value on failure.
1186  */
1187 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1188                                               void *holder)
1189 {
1190         struct gendisk *disk;
1191         struct block_device *whole;
1192         int partno, err;
1193
1194         might_sleep();
1195
1196         /*
1197          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1198          * and grab the outer block device the hard way.
1199          */
1200         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1201         if (!disk)
1202                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1203
1204         /*
1205          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1206          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1207          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1208          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1209          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1210          * way.
1211          */
1212         if (partno)
1213                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1214         else
1215                 whole = bdgrab(bdev);
1216
1217         module_put(disk->fops->owner);
1218         put_disk(disk);
1219         if (!whole)
1220                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1221
1222         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1223         spin_lock(&bdev_lock);
1224
1225         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1226         if (err == 0) {
1227                 whole->bd_claiming = holder;
1228                 spin_unlock(&bdev_lock);
1229                 return whole;
1230         } else {
1231                 spin_unlock(&bdev_lock);
1232                 bdput(whole);
1233                 return ERR_PTR(err);
1234         }
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_SYSFS
1238 struct bd_holder_disk {
1239         struct list_head        list;
1240         struct gendisk          *disk;
1241         int                     refcnt;
1242 };
1243
1244 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1245                                                   struct gendisk *disk)
1246 {
1247         struct bd_holder_disk *holder;
1248
1249         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1250                 if (holder->disk == disk)
1251                         return holder;
1252         return NULL;
1253 }
1254
1255 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1256 {
1257         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1258 }
1259
1260 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1261 {
1262         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1263 }
1264
1265 /**
1266  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1267  * @bdev: the claimed slave bdev
1268  * @disk: the holding disk
1269  *
1270  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1271  *
1272  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1273  *
1274  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1275  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1276  *
1277  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1278  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1279  *
1280  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1281  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1282  *
1283  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1284  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1285  * lifetime of these symlinks.
1286  *
1287  * CONTEXT:
1288  * Might sleep.
1289  *
1290  * RETURNS:
1291  * 0 on success, -errno on failure.
1292  */
1293 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1294 {
1295         struct bd_holder_disk *holder;
1296         int ret = 0;
1297
1298         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1299
1300         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1301
1302         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1303         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1304                 goto out_unlock;
1305
1306         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1307         if (holder) {
1308                 holder->refcnt++;
1309                 goto out_unlock;
1310         }
1311
1312         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1313         if (!holder) {
1314                 ret = -ENOMEM;
1315                 goto out_unlock;
1316         }
1317
1318         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1319         holder->disk = disk;
1320         holder->refcnt = 1;
1321
1322         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1323         if (ret)
1324                 goto out_free;
1325
1326         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1327         if (ret)
1328                 goto out_del;
1329         /*
1330          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1331          * the holder directory.  Hold on to it.
1332          */
1333         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1334
1335         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1336         goto out_unlock;
1337
1338 out_del:
1339         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1340 out_free:
1341         kfree(holder);
1342 out_unlock:
1343         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1344         return ret;
1345 }
1346 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1347
1348 /**
1349  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1350  * @bdev: the calimed slave bdev
1351  * @disk: the holding disk
1352  *
1353  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1354  *
1355  * CONTEXT:
1356  * Might sleep.
1357  */
1358 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1359 {
1360         struct bd_holder_disk *holder;
1361
1362         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1363
1364         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1365
1366         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1367                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1368                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1369                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1370                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1371                 list_del_init(&holder->list);
1372                 kfree(holder);
1373         }
1374
1375         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1376 }
1377 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1378 #endif
1379
1380 /**
1381  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1382  *
1383  * @bdev:      struct block device to be flushed
1384  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1385  *
1386  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1387  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1388  * resize.
1389  */
1390 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1391 {
1392         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1393                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1394                        "resized disk %s\n",
1395                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1396         }
1397
1398         if (!bdev->bd_disk)
1399                 return;
1400         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1401                 bdev->bd_invalidated = 1;
1402 }
1403
1404 /**
1405  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1406  * @disk: struct gendisk to check
1407  * @bdev: struct bdev to adjust.
1408  *
1409  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1410  * and adjusts it if it differs.
1411  */
1412 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1413 {
1414         loff_t disk_size, bdev_size;
1415
1416         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1417         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1418         if (disk_size != bdev_size) {
1419                 printk(KERN_INFO
1420                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1421                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1422                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1423                 flush_disk(bdev, false);
1424         }
1425 }
1426 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1427
1428 /**
1429  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1430  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1431  *
1432  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1433  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1434  * for all revalidate_disk operations.
1435  */
1436 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1437 {
1438         struct block_device *bdev;
1439         int ret = 0;
1440
1441         if (disk->fops->revalidate_disk)
1442                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1443         blk_integrity_revalidate(disk);
1444         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1445         if (!bdev)
1446                 return ret;
1447
1448         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1449         check_disk_size_change(disk, bdev);
1450         bdev->bd_invalidated = 0;
1451         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1452         bdput(bdev);
1453         return ret;
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1456
1457 /*
1458  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1459  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1460  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1461  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1462  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1463  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1464  * to lose :-)
1465  */
1466 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1467 {
1468         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1469         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1470         unsigned int events;
1471
1472         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1473                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1474         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1475                 return 0;
1476
1477         flush_disk(bdev, true);
1478         if (bdops->revalidate_disk)
1479                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1480         return 1;
1481 }
1482
1483 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1484
1485 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1486 {
1487         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1488
1489         inode_lock(bdev->bd_inode);
1490         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1491         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1492         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1493                 if (size & bsize)
1494                         break;
1495                 bsize <<= 1;
1496         }
1497         bdev->bd_block_size = bsize;
1498         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1499 }
1500 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1501
1502 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1503
1504 /*
1505  * bd_mutex locking:
1506  *
1507  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1508  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1509  */
1510
1511 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1512 {
1513         struct gendisk *disk;
1514         struct module *owner;
1515         int ret;
1516         int partno;
1517         int perm = 0;
1518
1519         if (mode & FMODE_READ)
1520                 perm |= MAY_READ;
1521         if (mode & FMODE_WRITE)
1522                 perm |= MAY_WRITE;
1523         /*
1524          * hooks: /n/, see "layering violations".
1525          */
1526         if (!for_part) {
1527                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1528                 if (ret != 0) {
1529                         bdput(bdev);
1530                         return ret;
1531                 }
1532         }
1533
1534  restart:
1535
1536         ret = -ENXIO;
1537         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1538         if (!disk)
1539                 goto out;
1540         owner = disk->fops->owner;
1541
1542         disk_block_events(disk);
1543         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1544         if (!bdev->bd_openers) {
1545                 bdev->bd_disk = disk;
1546                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1547                 bdev->bd_contains = bdev;
1548                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1549                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1550
1551                 if (!partno) {
1552                         ret = -ENXIO;
1553                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1554                         if (!bdev->bd_part)
1555                                 goto out_clear;
1556
1557                         ret = 0;
1558                         if (disk->fops->open) {
1559                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1560                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1561                                         /* Lost a race with 'disk' being
1562                                          * deleted, try again.
1563                                          * See md.c
1564                                          */
1565                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1566                                         bdev->bd_part = NULL;
1567                                         bdev->bd_disk = NULL;
1568                                         bdev->bd_queue = NULL;
1569                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1570                                         disk_unblock_events(disk);
1571                                         put_disk(disk);
1572                                         module_put(owner);
1573                                         goto restart;
1574                                 }
1575                         }
1576
1577                         if (!ret)
1578                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1579
1580                         /*
1581                          * If the device is invalidated, rescan partition
1582                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1583                          * The latter is necessary to prevent ghost
1584                          * partitions on a removed medium.
1585                          */
1586                         if (bdev->bd_invalidated) {
1587                                 if (!ret)
1588                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1589                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1590                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1591                         }
1592
1593                         if (ret)
1594                                 goto out_clear;
1595                 } else {
1596                         struct block_device *whole;
1597                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1598                         ret = -ENOMEM;
1599                         if (!whole)
1600                                 goto out_clear;
1601                         BUG_ON(for_part);
1602                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1603                         if (ret)
1604                                 goto out_clear;
1605                         bdev->bd_contains = whole;
1606                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1607                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1608                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1609                                 ret = -ENXIO;
1610                                 goto out_clear;
1611                         }
1612                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1613                 }
1614         } else {
1615                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1616                         ret = 0;
1617                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1618                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1619                         /* the same as first opener case, read comment there */
1620                         if (bdev->bd_invalidated) {
1621                                 if (!ret)
1622                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1623                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1624                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1625                         }
1626                         if (ret)
1627                                 goto out_unlock_bdev;
1628                 }
1629                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1630                 put_disk(disk);
1631                 module_put(owner);
1632         }
1633         bdev->bd_openers++;
1634         if (for_part)
1635                 bdev->bd_part_count++;
1636         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1637         disk_unblock_events(disk);
1638         return 0;
1639
1640  out_clear:
1641         disk_put_part(bdev->bd_part);
1642         bdev->bd_disk = NULL;
1643         bdev->bd_part = NULL;
1644         bdev->bd_queue = NULL;
1645         bdi_put(bdev->bd_bdi);
1646         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
1647         if (bdev != bdev->bd_contains)
1648                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1649         bdev->bd_contains = NULL;
1650  out_unlock_bdev:
1651         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1652         disk_unblock_events(disk);
1653         put_disk(disk);
1654         module_put(owner);
1655  out:
1656         bdput(bdev);
1657
1658         return ret;
1659 }
1660
1661 /**
1662  * blkdev_get - open a block device
1663  * @bdev: block_device to open
1664  * @mode: FMODE_* mask
1665  * @holder: exclusive holder identifier
1666  *
1667  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1668  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1669  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1670  *
1671  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1672  * @bdev is put.
1673  *
1674  * CONTEXT:
1675  * Might sleep.
1676  *
1677  * RETURNS:
1678  * 0 on success, -errno on failure.
1679  */
1680 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1681 {
1682         struct block_device *whole = NULL;
1683         int res;
1684
1685         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1686
1687         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1688                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1689                 if (IS_ERR(whole)) {
1690                         bdput(bdev);
1691                         return PTR_ERR(whole);
1692                 }
1693         }
1694
1695         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1696
1697         if (whole) {
1698                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1699
1700                 /* finish claiming */
1701                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1702                 spin_lock(&bdev_lock);
1703
1704                 if (!res) {
1705                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1706                         /*
1707                          * Note that for a whole device bd_holders
1708                          * will be incremented twice, and bd_holder
1709                          * will be set to bd_may_claim before being
1710                          * set to holder
1711                          */
1712                         whole->bd_holders++;
1713                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1714                         bdev->bd_holders++;
1715                         bdev->bd_holder = holder;
1716                 }
1717
1718                 /* tell others that we're done */
1719                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1720                 whole->bd_claiming = NULL;
1721                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1722
1723                 spin_unlock(&bdev_lock);
1724
1725                 /*
1726                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1727                  * write holder makes the write_holder state stick until
1728                  * all are released.  This is good enough and tracking
1729                  * individual writeable reference is too fragile given the
1730                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1731                  */
1732                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1733                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1734                         bdev->bd_write_holder = true;
1735                         disk_block_events(disk);
1736                 }
1737
1738                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1739                 bdput(whole);
1740         }
1741
1742         return res;
1743 }
1744 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1745
1746 /**
1747  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1748  * @path: path to the block device to open
1749  * @mode: FMODE_* mask
1750  * @holder: exclusive holder identifier
1751  *
1752  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1753  * and @holder are identical to blkdev_get().
1754  *
1755  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1756  *
1757  * CONTEXT:
1758  * Might sleep.
1759  *
1760  * RETURNS:
1761  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1762  */
1763 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1764                                         void *holder)
1765 {
1766         struct block_device *bdev;
1767         int err;
1768
1769         bdev = lookup_bdev(path);
1770         if (IS_ERR(bdev))
1771                 return bdev;
1772
1773         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1774         if (err)
1775                 return ERR_PTR(err);
1776
1777         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1778                 blkdev_put(bdev, mode);
1779                 return ERR_PTR(-EACCES);
1780         }
1781
1782         return bdev;
1783 }
1784 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1785
1786 /**
1787  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1788  * @dev: device number of block device to open
1789  * @mode: FMODE_* mask
1790  * @holder: exclusive holder identifier
1791  *
1792  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1793  * @holder are identical to blkdev_get().
1794  *
1795  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1796  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1797  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1798  * ever need it - reconsider your API.
1799  *
1800  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1801  *
1802  * CONTEXT:
1803  * Might sleep.
1804  *
1805  * RETURNS:
1806  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1807  */
1808 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1809 {
1810         struct block_device *bdev;
1811         int err;
1812
1813         bdev = bdget(dev);
1814         if (!bdev)
1815                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1816
1817         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1818         if (err)
1819                 return ERR_PTR(err);
1820
1821         return bdev;
1822 }
1823 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1824
1825 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1826 {
1827         struct block_device *bdev;
1828
1829         /*
1830          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1831          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1832          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1833          * during an unstable branch.
1834          */
1835         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1836
1837         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1838                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1839         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1840                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1841         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1842                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1843
1844         bdev = bd_acquire(inode);
1845         if (bdev == NULL)
1846                 return -ENOMEM;
1847
1848         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1849
1850         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1851 }
1852
1853 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1854 {
1855         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1856         struct block_device *victim = NULL;
1857
1858         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1859         if (for_part)
1860                 bdev->bd_part_count--;
1861
1862         if (!--bdev->bd_openers) {
1863                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1864                 sync_blockdev(bdev);
1865                 kill_bdev(bdev);
1866
1867                 bdev_write_inode(bdev);
1868                 /*
1869                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1870                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1871                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1872                  */
1873                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1874         }
1875         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1876                 if (disk->fops->release)
1877                         disk->fops->release(disk, mode);
1878         }
1879         if (!bdev->bd_openers) {
1880                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1881
1882                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1883                 bdev->bd_part = NULL;
1884                 bdev->bd_disk = NULL;
1885                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1886                         victim = bdev->bd_contains;
1887                 bdev->bd_contains = NULL;
1888
1889                 put_disk(disk);
1890                 module_put(owner);
1891         }
1892         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1893         bdput(bdev);
1894         if (victim)
1895                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1896 }
1897
1898 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1899 {
1900         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1901
1902         if (mode & FMODE_EXCL) {
1903                 bool bdev_free;
1904
1905                 /*
1906                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1907                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1908                  * synchronize disk_holder unlinking.
1909                  */
1910                 spin_lock(&bdev_lock);
1911
1912                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1913                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1914
1915                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1916                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1917                         bdev->bd_holder = NULL;
1918                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1919                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1920
1921                 spin_unlock(&bdev_lock);
1922
1923                 /*
1924                  * If this was the last claim, remove holder link and
1925                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1926                  */
1927                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1928                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1929                         bdev->bd_write_holder = false;
1930                 }
1931         }
1932
1933         /*
1934          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1935          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1936          * from userland - e.g. eject(1).
1937          */
1938         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1939
1940         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1941
1942         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1945
1946 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1947 {
1948         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1949         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1950         return 0;
1951 }
1952
1953 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1954 {
1955         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1956         fmode_t mode = file->f_mode;
1957
1958         /*
1959          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1960          * to updated it before every ioctl.
1961          */
1962         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1963                 mode |= FMODE_NDELAY;
1964         else
1965                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1966
1967         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1972  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1973  *
1974  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1975  * use.
1976  */
1977 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1978 {
1979         struct file *file = iocb->ki_filp;
1980         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1981         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1982         struct blk_plug plug;
1983         ssize_t ret;
1984
1985         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1986                 return -EPERM;
1987
1988         if (!iov_iter_count(from))
1989                 return 0;
1990
1991         if (iocb->ki_pos >= size)
1992                 return -ENOSPC;
1993
1994         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1995
1996         blk_start_plug(&plug);
1997         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1998         if (ret > 0)
1999                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2000         blk_finish_plug(&plug);
2001         return ret;
2002 }
2003 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2004
2005 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2006 {
2007         struct file *file = iocb->ki_filp;
2008         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2009         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2010         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2011
2012         if (pos >= size)
2013                 return 0;
2014
2015         size -= pos;
2016         iov_iter_truncate(to, size);
2017         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2018 }
2019 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2020
2021 /*
2022  * Try to release a page associated with block device when the system
2023  * is under memory pressure.
2024  */
2025 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2026 {
2027         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2028
2029         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2030                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2031
2032         return try_to_free_buffers(page);
2033 }
2034
2035 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2036                              struct writeback_control *wbc)
2037 {
2038         if (dax_mapping(mapping)) {
2039                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
2040
2041                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
2042         }
2043         return generic_writepages(mapping, wbc);
2044 }
2045
2046 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2047         .readpage       = blkdev_readpage,
2048         .readpages      = blkdev_readpages,
2049         .writepage      = blkdev_writepage,
2050         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2051         .write_end      = blkdev_write_end,
2052         .writepages     = blkdev_writepages,
2053         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2054         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2055         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2056 };
2057
2058 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2059                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2060                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2061
2062 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2063                              loff_t len)
2064 {
2065         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2066         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
2067         struct address_space *mapping;
2068         loff_t end = start + len - 1;
2069         loff_t isize;
2070         int error;
2071
2072         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2073         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2074                 return -EOPNOTSUPP;
2075
2076         /* Don't go off the end of the device. */
2077         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2078         if (start >= isize)
2079                 return -EINVAL;
2080         if (end >= isize) {
2081                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2082                         len = isize - start;
2083                         end = start + len - 1;
2084                 } else
2085                         return -EINVAL;
2086         }
2087
2088         /*
2089          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2090          */
2091         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2092                 return -EINVAL;
2093
2094         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2095         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2096         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2097
2098         switch (mode) {
2099         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2100         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2101                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2102                                             GFP_KERNEL, false);
2103                 break;
2104         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2105                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
2106                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
2107                         return -EOPNOTSUPP;
2108                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2109                                              GFP_KERNEL, 0);
2110                 break;
2111         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2112                 if (!blk_queue_discard(q))
2113                         return -EOPNOTSUPP;
2114                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2115                                              GFP_KERNEL, 0);
2116                 break;
2117         default:
2118                 return -EOPNOTSUPP;
2119         }
2120         if (error)
2121                 return error;
2122
2123         /*
2124          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2125          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2126          * inclusive, so the rounding here is safe.
2127          */
2128         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2129                                              start >> PAGE_SHIFT,
2130                                              end >> PAGE_SHIFT);
2131 }
2132
2133 const struct file_operations def_blk_fops = {
2134         .open           = blkdev_open,
2135         .release        = blkdev_close,
2136         .llseek         = block_llseek,
2137         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2138         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2139         .mmap           = generic_file_mmap,
2140         .fsync          = blkdev_fsync,
2141         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2142 #ifdef CONFIG_COMPAT
2143         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2144 #endif
2145         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2146         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2147         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2148 };
2149
2150 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2151 {
2152         int res;
2153         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2154         set_fs(KERNEL_DS);
2155         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2156         set_fs(old_fs);
2157         return res;
2158 }
2159
2160 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2161
2162 /**
2163  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2164  * @pathname:   special file representing the block device
2165  *
2166  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2167  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2168  * otherwise.
2169  */
2170 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2171 {
2172         struct block_device *bdev;
2173         struct inode *inode;
2174         struct path path;
2175         int error;
2176
2177         if (!pathname || !*pathname)
2178                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2179
2180         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2181         if (error)
2182                 return ERR_PTR(error);
2183
2184         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2185         error = -ENOTBLK;
2186         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2187                 goto fail;
2188         error = -EACCES;
2189         if (!may_open_dev(&path))
2190                 goto fail;
2191         error = -ENOMEM;
2192         bdev = bd_acquire(inode);
2193         if (!bdev)
2194                 goto fail;
2195 out:
2196         path_put(&path);
2197         return bdev;
2198 fail:
2199         bdev = ERR_PTR(error);
2200         goto out;
2201 }
2202 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2203
2204 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2205 {
2206         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2207         int res = 0;
2208
2209         if (sb) {
2210                 /*
2211                  * no need to lock the super, get_super holds the
2212                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2213                  * under us (->put_super runs with the write lock
2214                  * hold).
2215                  */
2216                 shrink_dcache_sb(sb);
2217                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2218                 drop_super(sb);
2219         }
2220         invalidate_bdev(bdev);
2221         return res;
2222 }
2223 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2224
2225 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2226 {
2227         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2228
2229         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2230         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2231                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2232                 struct block_device *bdev;
2233
2234                 spin_lock(&inode->i_lock);
2235                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2236                     mapping->nrpages == 0) {
2237                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2238                         continue;
2239                 }
2240                 __iget(inode);
2241                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2242                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2243                 /*
2244                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2245                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2246                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2247                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2248                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2249                  * later.
2250                  */
2251                 iput(old_inode);
2252                 old_inode = inode;
2253                 bdev = I_BDEV(inode);
2254
2255                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2256                 if (bdev->bd_openers)
2257                         func(bdev, arg);
2258                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2259
2260                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2261         }
2262         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2263         iput(old_inode);
2264 }