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 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  58 {
  59         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  60         int ret;
  61
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  64                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  65                 ret = write_inode_now(inode, true);
  66                 if (ret) {
  67                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  68                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  69                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  70                                             bdevname(bdev, name), ret);
  71                 }
  72                 spin_lock(&inode->i_lock);
  73         }
  74         spin_unlock(&inode->i_lock);
  75 }
  76
  77 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  78 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  79 {
  80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  81
  82         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  83                 return;
  84
  85         invalidate_bh_lrus();
  86         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  89
  90 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  91 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  92 {
  93         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  94
  95         if (mapping->nrpages) {
  96                 invalidate_bh_lrus();
  97                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  98                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  99         }
 100         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 101          * But, for the strange corners, lets be cautious
 102          */
 103         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 106
 107 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 108 {
 109         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 110         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 111
 112         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 113                 if (size & bsize)
 114                         break;
 115                 bsize <<= 1;
 116         }
 117         bdev->bd_block_size = bsize;
 118         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 119 }
 120
 121 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 122 {
 123         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 124         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 125                 return -EINVAL;
 126
 127         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 128         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 129                 return -EINVAL;
 130
 131         /* Don't change the size if it is same as current */
 132         if (bdev->bd_block_size != size) {
 133                 sync_blockdev(bdev);
 134                 bdev->bd_block_size = size;
 135                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 136                 kill_bdev(bdev);
 137         }
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 142
 143 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 144 {
 145         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 146                 return 0;
 147         /* If we get here, we know size is power of two
 148          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 149         sb->s_blocksize = size;
 150         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 151         return sb->s_blocksize;
 152 }
 153
 154 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 155
 156 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 157 {
 158         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 159         if (size < minsize)
 160                 size = minsize;
 161         return sb_set_blocksize(sb, size);
 162 }
 163
 164 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 165
 166 static int
 167 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 168                 struct buffer_head *bh, int create)
 169 {
 170         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 171         bh->b_blocknr = iblock;
 172         set_buffer_mapped(bh);
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 177 {
 178         return file->f_mapping->host;
 179 }
 180
 181 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 182 {
 183         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 184
 185         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 186         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 187                 op |= REQ_FUA;
 188         return op;
 189 }
 190
 191 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 192
 193 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 194 {
 195         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 196
 197         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 198         blk_wake_io_task(waiter);
 199 }
 200
 201 static ssize_t
 202 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 203                 int nr_pages)
 204 {
 205         struct file *file = iocb->ki_filp;
 206         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 207         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 208         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 209         bool should_dirty = false;
 210         struct bio bio;
 211         ssize_t ret;
 212         blk_qc_t qc;
 213         int i;
 214         struct bvec_iter_all iter_all;
 215
 216         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 217             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 218                 return -EINVAL;
 219
 220         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 221                 vecs = inline_vecs;
 222         else {
 223                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 224                                      GFP_KERNEL);
 225                 if (!vecs)
 226                         return -ENOMEM;
 227         }
 228
 229         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 230         bio_set_dev(&bio, bdev);
 231         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 232         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 233         bio.bi_private = current;
 234         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 235         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 236
 237         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 238         if (unlikely(ret))
 239                 goto out;
 240         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 241
 242         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 243                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 244                 if (iter_is_iovec(iter))
 245                         should_dirty = true;
 246         } else {
 247                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 248                 task_io_account_write(ret);
 249         }
 250         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 251                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 252
 253         qc = submit_bio(&bio);
 254         for (;;) {
 255                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 256                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 257                         break;
 258                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 259                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 260                         io_schedule();
 261         }
 262         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 263
 264         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i, iter_all) {
 265                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 266                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 267                 put_page(bvec->bv_page);
 268         }
 269
 270         if (unlikely(bio.bi_status))
 271                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 272
 273 out:
 274         if (vecs != inline_vecs)
 275                 kfree(vecs);
 276
 277         bio_uninit(&bio);
 278
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 struct blkdev_dio {
 283         union {
 284                 struct kiocb            *iocb;
 285                 struct task_struct      *waiter;
 286         };
 287         size_t                  size;
 288         atomic_t                ref;
 289         bool                    multi_bio : 1;
 290         bool                    should_dirty : 1;
 291         bool                    is_sync : 1;
 292         struct bio              bio;
 293 };
 294
 295 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 296
 297 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 298 {
 299         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 300         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 301
 302         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 303 }
 304
 305 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 306 {
 307         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 308         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 309
 310         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 311                 if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 312                         dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 313         } else {
 314                 if (!dio->is_sync) {
 315                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 316                         ssize_t ret;
 317
 318                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 319                                 ret = dio->size;
 320                                 iocb->ki_pos += ret;
 321                         } else {
 322                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 323                         }
 324
 325                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 326                         if (dio->multi_bio)
 327                                 bio_put(&dio->bio);
 328                 } else {
 329                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 330
 331                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 332                         blk_wake_io_task(waiter);
 333                 }
 334         }
 335
 336         if (should_dirty) {
 337                 bio_check_pages_dirty(bio);
 338         } else {
 339                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF)) {
 340                         struct bvec_iter_all iter_all;
 341                         struct bio_vec *bvec;
 342                         int i;
 343
 344                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
 345                                 put_page(bvec->bv_page);
 346                 }
 347                 bio_put(bio);
 348         }
 349 }
 350
 351 static ssize_t
 352 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 353 {
 354         struct file *file = iocb->ki_filp;
 355         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 356         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 357         struct blk_plug plug;
 358         struct blkdev_dio *dio;
 359         struct bio *bio;
 360         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 361         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 362         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 363         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 364         int ret = 0;
 365
 366         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 367             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 368                 return -EINVAL;
 369
 370         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 371
 372         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 373         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 374         if (dio->is_sync) {
 375                 dio->waiter = current;
 376                 bio_get(bio);
 377         } else {
 378                 dio->iocb = iocb;
 379         }
 380
 381         dio->size = 0;
 382         dio->multi_bio = false;
 383         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 384
 385         /*
 386          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 387          * to issue
 388          */
 389         if (!is_poll)
 390                 blk_start_plug(&plug);
 391
 392         for (;;) {
 393                 bio_set_dev(bio, bdev);
 394                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 395                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 396                 bio->bi_private = dio;
 397                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 398                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 399
 400                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 401                 if (unlikely(ret)) {
 402                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 403                         bio_endio(bio);
 404                         break;
 405                 }
 406
 407                 if (is_read) {
 408                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 409                         if (dio->should_dirty)
 410                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 411                 } else {
 412                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 413                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 414                 }
 415
 416                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 417                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 418
 419                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 420                 if (!nr_pages) {
 421                         bool polled = false;
 422
 423                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 424                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 425                                 polled = true;
 426                         }
 427
 428                         qc = submit_bio(bio);
 429
 430                         if (polled)
 431                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 432                         break;
 433                 }
 434
 435                 if (!dio->multi_bio) {
 436                         /*
 437                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 438                          * structure which is embedded into the first bio
 439                          * stays around.
 440                          */
 441                         if (!is_sync)
 442                                 bio_get(bio);
 443                         dio->multi_bio = true;
 444                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 445                 } else {
 446                         atomic_inc(&dio->ref);
 447                 }
 448
 449                 submit_bio(bio);
 450                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 451         }
 452
 453         if (!is_poll)
 454                 blk_finish_plug(&plug);
 455
 456         if (!is_sync)
 457                 return -EIOCBQUEUED;
 458
 459         for (;;) {
 460                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 461                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 462                         break;
 463
 464                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 465                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 466                         io_schedule();
 467         }
 468         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 469
 470         if (!ret)
 471                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 472         if (likely(!ret))
 473                 ret = dio->size;
 474
 475         bio_put(&dio->bio);
 476         return ret;
 477 }
 478
 479 static ssize_t
 480 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 481 {
 482         int nr_pages;
 483
 484         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 485         if (!nr_pages)
 486                 return 0;
 487         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 488                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 489
 490         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 491 }
 492
 493 static __init int blkdev_init(void)
 494 {
 495         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 496 }
 497 module_init(blkdev_init);
 498
 499 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 500 {
 501         if (!bdev)
 502                 return 0;
 503         if (!wait)
 504                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 505         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 510  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 511  */
 512 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 513 {
 514         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 515 }
 516 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 517
 518 /*
 519  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 520  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 521  * device.  Takes the superblock lock.
 522  */
 523 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 524 {
 525         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 526         if (sb) {
 527                 int res = sync_filesystem(sb);
 528                 drop_super(sb);
 529                 return res;
 530         }
 531         return sync_blockdev(bdev);
 532 }
 533 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 534
 535 /**
 536  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 537  * @bdev:       blockdevice to lock
 538  *
 539  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 540  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 541  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 542  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 543  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 544  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 545  * actually.
 546  */
 547 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 548 {
 549         struct super_block *sb;
 550         int error = 0;
 551
 552         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 553         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 554                 /*
 555                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 556                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 557                  * thaw_bdev drops it.
 558                  */
 559                 sb = get_super(bdev);
 560                 if (sb)
 561                         drop_super(sb);
 562                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 563                 return sb;
 564         }
 565
 566         sb = get_active_super(bdev);
 567         if (!sb)
 568                 goto out;
 569         if (sb->s_op->freeze_super)
 570                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 571         else
 572                 error = freeze_super(sb);
 573         if (error) {
 574                 deactivate_super(sb);
 575                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 576                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 577                 return ERR_PTR(error);
 578         }
 579         deactivate_super(sb);
 580  out:
 581         sync_blockdev(bdev);
 582         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 583         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 584 }
 585 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 586
 587 /**
 588  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 589  * @bdev:       blockdevice to unlock
 590  * @sb:         associated superblock
 591  *
 592  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 593  */
 594 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 595 {
 596         int error = -EINVAL;
 597
 598         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 599         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 600                 goto out;
 601
 602         error = 0;
 603         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 604                 goto out;
 605
 606         if (!sb)
 607                 goto out;
 608
 609         if (sb->s_op->thaw_super)
 610                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 611         else
 612                 error = thaw_super(sb);
 613         if (error)
 614                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 615 out:
 616         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 617         return error;
 618 }
 619 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 620
 621 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 622 {
 623         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 624 }
 625
 626 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 627 {
 628         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 629 }
 630
 631 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 632                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 633 {
 634         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 635 }
 636
 637 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 638                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 639                         struct page **pagep, void **fsdata)
 640 {
 641         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 642                                  blkdev_get_block);
 643 }
 644
 645 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 646                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 647                         struct page *page, void *fsdata)
 648 {
 649         int ret;
 650         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 651
 652         unlock_page(page);
 653         put_page(page);
 654
 655         return ret;
 656 }
 657
 658 /*
 659  * private llseek:
 660  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 661  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 662  */
 663 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 664 {
 665         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 666         loff_t retval;
 667
 668         inode_lock(bd_inode);
 669         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 670         inode_unlock(bd_inode);
 671         return retval;
 672 }
 673
 674 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 675 {
 676         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 677         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 678         int error;
 679
 680         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 681         if (error)
 682                 return error;
 683
 684         /*
 685          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 686          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 687          * O_SYNC writers to a block device.
 688          */
 689         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 690         if (error == -EOPNOTSUPP)
 691                 error = 0;
 692
 693         return error;
 694 }
 695 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 696
 697 /**
 698  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 699  * @bdev: The device to read the page from
 700  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 701  * @page: The page to read
 702  *
 703  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 704  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 705  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 706  *
 707  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 708  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 709  * than propagate an error back up the stack.
 710  *
 711  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 712  */
 713 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 714                         struct page *page)
 715 {
 716         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 717         int result = -EOPNOTSUPP;
 718
 719         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 720                 return result;
 721
 722         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 723         if (result)
 724                 return result;
 725         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 726                               REQ_OP_READ);
 727         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 728         return result;
 729 }
 730 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 731
 732 /**
 733  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 734  * @bdev: The device to write the page to
 735  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 736  * @page: The page to write
 737  * @wbc: The writeback_control for the write
 738  *
 739  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 740  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 741  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 742  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 743  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 744  *
 745  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 746  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 747  * than propagate an error back up the stack.
 748  *
 749  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 750  */
 751 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 752                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 753 {
 754         int result;
 755         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 756
 757         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 758                 return -EOPNOTSUPP;
 759         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 760         if (result)
 761                 return result;
 762
 763         set_page_writeback(page);
 764         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 765                               REQ_OP_WRITE);
 766         if (result) {
 767                 end_page_writeback(page);
 768         } else {
 769                 clean_page_buffers(page);
 770                 unlock_page(page);
 771         }
 772         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 773         return result;
 774 }
 775 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 776
 777 /*
 778  * pseudo-fs
 779  */
 780
 781 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 782 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 783
 784 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 785 {
 786         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 787         if (!ei)
 788                 return NULL;
 789         return &ei->vfs_inode;
 790 }
 791
 792 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 793 {
 794         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 795         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 796
 797         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 798 }
 799
 800 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 801 {
 802         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 803 }
 804
 805 static void init_once(void *foo)
 806 {
 807         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 808         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 809
 810         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 811         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 812         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 813 #ifdef CONFIG_SYSFS
 814         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 815 #endif
 816         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 817         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 818         /* Initialize mutex for freeze. */
 819         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 820 }
 821
 822 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 823 {
 824         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 825         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 826         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 827         clear_inode(inode);
 828         spin_lock(&bdev_lock);
 829         list_del_init(&bdev->bd_list);
 830         spin_unlock(&bdev_lock);
 831         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 832         inode_detach_wb(inode);
 833         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 834                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 835                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 836         }
 837 }
 838
 839 static const struct super_operations bdev_sops = {
 840         .statfs = simple_statfs,
 841         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 842         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 843         .drop_inode = generic_delete_inode,
 844         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 845 };
 846
 847 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 848         int flags, const char *dev_name, void *data)
 849 {
 850         struct dentry *dent;
 851         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 852         if (!IS_ERR(dent))
 853                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 854         return dent;
 855 }
 856
 857 static struct file_system_type bd_type = {
 858         .name           = "bdev",
 859         .mount          = bd_mount,
 860         .kill_sb        = kill_anon_super,
 861 };
 862
 863 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 864 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 865
 866 void __init bdev_cache_init(void)
 867 {
 868         int err;
 869         static struct vfsmount *bd_mnt;
 870
 871         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 872                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 873                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 874                         init_once);
 875         err = register_filesystem(&bd_type);
 876         if (err)
 877                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 878         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 879         if (IS_ERR(bd_mnt))
 880                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 881         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 882 }
 883
 884 /*
 885  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 886  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 887  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 888  */
 889 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 890 {
 891         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 892 }
 893
 894 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 895 {
 896         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 897 }
 898
 899 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 900 {
 901         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 902         return 0;
 903 }
 904
 905 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 906
 907 /*
 908  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 909  * as soon as last inode reference is dropped.
 910  */
 911 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 912 {
 913         struct inode *inode;
 914
 915         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 916         if (inode) {
 917                 remove_inode_hash(inode);
 918                 iput(inode);
 919         }
 920 }
 921
 922 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 923 {
 924         struct block_device *bdev;
 925         struct inode *inode;
 926
 927         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 928                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 929
 930         if (!inode)
 931                 return NULL;
 932
 933         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 934
 935         if (inode->i_state & I_NEW) {
 936                 bdev->bd_contains = NULL;
 937                 bdev->bd_super = NULL;
 938                 bdev->bd_inode = inode;
 939                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 940                 bdev->bd_part_count = 0;
 941                 bdev->bd_invalidated = 0;
 942                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 943                 inode->i_rdev = dev;
 944                 inode->i_bdev = bdev;
 945                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 946                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 947                 spin_lock(&bdev_lock);
 948                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 949                 spin_unlock(&bdev_lock);
 950                 unlock_new_inode(inode);
 951         }
 952         return bdev;
 953 }
 954
 955 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 956
 957 /**
 958  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 959  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 960  */
 961 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 962 {
 963         ihold(bdev->bd_inode);
 964         return bdev;
 965 }
 966 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 967
 968 long nr_blockdev_pages(void)
 969 {
 970         struct block_device *bdev;
 971         long ret = 0;
 972         spin_lock(&bdev_lock);
 973         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 974                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 975         }
 976         spin_unlock(&bdev_lock);
 977         return ret;
 978 }
 979
 980 void bdput(struct block_device *bdev)
 981 {
 982         iput(bdev->bd_inode);
 983 }
 984
 985 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 986
 987 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 988 {
 989         struct block_device *bdev;
 990
 991         spin_lock(&bdev_lock);
 992         bdev = inode->i_bdev;
 993         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 994                 bdgrab(bdev);
 995                 spin_unlock(&bdev_lock);
 996                 return bdev;
 997         }
 998         spin_unlock(&bdev_lock);
 999
1000         /*
1001          * i_bdev references block device inode that was already shut down
1002          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
1003          * up block device inode again just in case new device got
1004          * reestablished under the same device number.
1005          */
1006         if (bdev)
1007                 bd_forget(inode);
1008
1009         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1010         if (bdev) {
1011                 spin_lock(&bdev_lock);
1012                 if (!inode->i_bdev) {
1013                         /*
1014                          * We take an additional reference to bd_inode,
1015                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1016                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1017                          * without igrab().
1018                          */
1019                         bdgrab(bdev);
1020                         inode->i_bdev = bdev;
1021                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1022                 }
1023                 spin_unlock(&bdev_lock);
1024         }
1025         return bdev;
1026 }
1027
1028 /* Call when you free inode */
1029
1030 void bd_forget(struct inode *inode)
1031 {
1032         struct block_device *bdev = NULL;
1033
1034         spin_lock(&bdev_lock);
1035         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1036                 bdev = inode->i_bdev;
1037         inode->i_bdev = NULL;
1038         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1039         spin_unlock(&bdev_lock);
1040
1041         if (bdev)
1042                 bdput(bdev);
1043 }
1044
1045 /**
1046  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1047  * @bdev: block device of interest
1048  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1049  * @holder: holder trying to claim @bdev
1050  *
1051  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1052  *
1053  * CONTEXT:
1054  * spin_lock(&bdev_lock).
1055  *
1056  * RETURNS:
1057  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1058  */
1059 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1060                          void *holder)
1061 {
1062         if (bdev->bd_holder == holder)
1063                 return true;     /* already a holder */
1064         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1065                 return false;    /* held by someone else */
1066         else if (whole == bdev)
1067                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1068
1069         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1070                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1071         else if (whole->bd_holder != NULL)
1072                 return false;    /* is a partition of a held device */
1073         else
1074                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1075 }
1076
1077 /**
1078  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1079  * @bdev: block device of interest
1080  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1081  * @holder: holder trying to claim @bdev
1082  *
1083  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1084  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1085  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1086  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1087  *
1088  * CONTEXT:
1089  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1090  * it multiple times.
1091  *
1092  * RETURNS:
1093  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1094  */
1095 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1096                                struct block_device *whole, void *holder)
1097 {
1098 retry:
1099         /* if someone else claimed, fail */
1100         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1101                 return -EBUSY;
1102
1103         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1104         if (whole->bd_claiming) {
1105                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1106                 DEFINE_WAIT(wait);
1107
1108                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1109                 spin_unlock(&bdev_lock);
1110                 schedule();
1111                 finish_wait(wq, &wait);
1112                 spin_lock(&bdev_lock);
1113                 goto retry;
1114         }
1115
1116         /* yay, all mine */
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1121 {
1122         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1123
1124         if (!disk)
1125                 return NULL;
1126         /*
1127          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1128          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1129          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1130          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1131          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1132          * which is bad.
1133          */
1134         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1135                 put_disk_and_module(disk);
1136                 return NULL;
1137         }
1138         return disk;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1143  * @bdev: block device of interest
1144  * @holder: holder trying to claim @bdev
1145  *
1146  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1147  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1148  * successful call to this function must be matched with a call to
1149  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1150  * fail).
1151  *
1152  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1153  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1154  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1155  * access but may subsequently fail.
1156  *
1157  * CONTEXT:
1158  * Might sleep.
1159  *
1160  * RETURNS:
1161  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1162  * value on failure.
1163  */
1164 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1165                                               void *holder)
1166 {
1167         struct gendisk *disk;
1168         struct block_device *whole;
1169         int partno, err;
1170
1171         might_sleep();
1172
1173         /*
1174          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1175          * and grab the outer block device the hard way.
1176          */
1177         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1178         if (!disk)
1179                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1180
1181         /*
1182          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1183          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1184          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1185          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1186          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1187          * way.
1188          */
1189         if (partno)
1190                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1191         else
1192                 whole = bdgrab(bdev);
1193
1194         put_disk_and_module(disk);
1195         if (!whole)
1196                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1197
1198         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1199         spin_lock(&bdev_lock);
1200
1201         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1202         if (err == 0) {
1203                 whole->bd_claiming = holder;
1204                 spin_unlock(&bdev_lock);
1205                 return whole;
1206         } else {
1207                 spin_unlock(&bdev_lock);
1208                 bdput(whole);
1209                 return ERR_PTR(err);
1210         }
1211 }
1212
1213 #ifdef CONFIG_SYSFS
1214 struct bd_holder_disk {
1215         struct list_head        list;
1216         struct gendisk          *disk;
1217         int                     refcnt;
1218 };
1219
1220 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1221                                                   struct gendisk *disk)
1222 {
1223         struct bd_holder_disk *holder;
1224
1225         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1226                 if (holder->disk == disk)
1227                         return holder;
1228         return NULL;
1229 }
1230
1231 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1232 {
1233         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1234 }
1235
1236 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1237 {
1238         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1239 }
1240
1241 /**
1242  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1243  * @bdev: the claimed slave bdev
1244  * @disk: the holding disk
1245  *
1246  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1247  *
1248  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1249  *
1250  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1251  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1252  *
1253  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1254  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1255  *
1256  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1257  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1258  *
1259  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1260  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1261  * lifetime of these symlinks.
1262  *
1263  * CONTEXT:
1264  * Might sleep.
1265  *
1266  * RETURNS:
1267  * 0 on success, -errno on failure.
1268  */
1269 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1270 {
1271         struct bd_holder_disk *holder;
1272         int ret = 0;
1273
1274         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1275
1276         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1277
1278         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1279         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1280                 goto out_unlock;
1281
1282         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1283         if (holder) {
1284                 holder->refcnt++;
1285                 goto out_unlock;
1286         }
1287
1288         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1289         if (!holder) {
1290                 ret = -ENOMEM;
1291                 goto out_unlock;
1292         }
1293
1294         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1295         holder->disk = disk;
1296         holder->refcnt = 1;
1297
1298         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1299         if (ret)
1300                 goto out_free;
1301
1302         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1303         if (ret)
1304                 goto out_del;
1305         /*
1306          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1307          * the holder directory.  Hold on to it.
1308          */
1309         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1310
1311         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1312         goto out_unlock;
1313
1314 out_del:
1315         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1316 out_free:
1317         kfree(holder);
1318 out_unlock:
1319         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1320         return ret;
1321 }
1322 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1323
1324 /**
1325  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1326  * @bdev: the calimed slave bdev
1327  * @disk: the holding disk
1328  *
1329  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1330  *
1331  * CONTEXT:
1332  * Might sleep.
1333  */
1334 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1335 {
1336         struct bd_holder_disk *holder;
1337
1338         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1339
1340         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1341
1342         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1343                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1344                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1345                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1346                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1347                 list_del_init(&holder->list);
1348                 kfree(holder);
1349         }
1350
1351         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1352 }
1353 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1354 #endif
1355
1356 /**
1357  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1358  *
1359  * @bdev:      struct block device to be flushed
1360  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1361  *
1362  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1363  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1364  * resize.
1365  */
1366 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1367 {
1368         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1369                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1370                        "resized disk %s\n",
1371                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1372         }
1373
1374         if (!bdev->bd_disk)
1375                 return;
1376         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1377                 bdev->bd_invalidated = 1;
1378 }
1379
1380 /**
1381  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1382  * @disk: struct gendisk to check
1383  * @bdev: struct bdev to adjust.
1384  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1385  *
1386  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1387  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1388  * are freed.
1389  */
1390 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1391                 bool verbose)
1392 {
1393         loff_t disk_size, bdev_size;
1394
1395         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1396         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1397         if (disk_size != bdev_size) {
1398                 if (verbose) {
1399                         printk(KERN_INFO
1400                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1401                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1402                 }
1403                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1404                 if (bdev_size > disk_size)
1405                         flush_disk(bdev, false);
1406         }
1407 }
1408
1409 /**
1410  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1411  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1412  *
1413  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1414  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1415  * for all revalidate_disk operations.
1416  */
1417 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1418 {
1419         struct block_device *bdev;
1420         int ret = 0;
1421
1422         if (disk->fops->revalidate_disk)
1423                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1424         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1425         if (!bdev)
1426                 return ret;
1427
1428         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1429         check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1430         bdev->bd_invalidated = 0;
1431         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1432         bdput(bdev);
1433         return ret;
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1436
1437 /*
1438  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1439  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1440  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1441  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1442  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1443  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1444  * to lose :-)
1445  */
1446 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1447 {
1448         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1449         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1450         unsigned int events;
1451
1452         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1453                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1454         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1455                 return 0;
1456
1457         flush_disk(bdev, true);
1458         if (bdops->revalidate_disk)
1459                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1460         return 1;
1461 }
1462
1463 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1464
1465 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1466 {
1467         inode_lock(bdev->bd_inode);
1468         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1469         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1470 }
1471 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1472
1473 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1474
1475 /*
1476  * bd_mutex locking:
1477  *
1478  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1479  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1480  */
1481
1482 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1483 {
1484         struct gendisk *disk;
1485         int ret;
1486         int partno;
1487         int perm = 0;
1488         bool first_open = false;
1489
1490         if (mode & FMODE_READ)
1491                 perm |= MAY_READ;
1492         if (mode & FMODE_WRITE)
1493                 perm |= MAY_WRITE;
1494         /*
1495          * hooks: /n/, see "layering violations".
1496          */
1497         if (!for_part) {
1498                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1499                 if (ret != 0) {
1500                         bdput(bdev);
1501                         return ret;
1502                 }
1503         }
1504
1505  restart:
1506
1507         ret = -ENXIO;
1508         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1509         if (!disk)
1510                 goto out;
1511
1512         disk_block_events(disk);
1513         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1514         if (!bdev->bd_openers) {
1515                 first_open = true;
1516                 bdev->bd_disk = disk;
1517                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1518                 bdev->bd_contains = bdev;
1519                 bdev->bd_partno = partno;
1520
1521                 if (!partno) {
1522                         ret = -ENXIO;
1523                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1524                         if (!bdev->bd_part)
1525                                 goto out_clear;
1526
1527                         ret = 0;
1528                         if (disk->fops->open) {
1529                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1530                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1531                                         /* Lost a race with 'disk' being
1532                                          * deleted, try again.
1533                                          * See md.c
1534                                          */
1535                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1536                                         bdev->bd_part = NULL;
1537                                         bdev->bd_disk = NULL;
1538                                         bdev->bd_queue = NULL;
1539                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1540                                         disk_unblock_events(disk);
1541                                         put_disk_and_module(disk);
1542                                         goto restart;
1543                                 }
1544                         }
1545
1546                         if (!ret) {
1547                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1548                                 set_init_blocksize(bdev);
1549                         }
1550
1551                         /*
1552                          * If the device is invalidated, rescan partition
1553                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1554                          * The latter is necessary to prevent ghost
1555                          * partitions on a removed medium.
1556                          */
1557                         if (bdev->bd_invalidated) {
1558                                 if (!ret)
1559                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1560                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1561                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1562                         }
1563
1564                         if (ret)
1565                                 goto out_clear;
1566                 } else {
1567                         struct block_device *whole;
1568                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1569                         ret = -ENOMEM;
1570                         if (!whole)
1571                                 goto out_clear;
1572                         BUG_ON(for_part);
1573                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1574                         if (ret)
1575                                 goto out_clear;
1576                         bdev->bd_contains = whole;
1577                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1578                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1579                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1580                                 ret = -ENXIO;
1581                                 goto out_clear;
1582                         }
1583                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1584                         set_init_blocksize(bdev);
1585                 }
1586
1587                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1588                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1589         } else {
1590                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1591                         ret = 0;
1592                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1593                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1594                         /* the same as first opener case, read comment there */
1595                         if (bdev->bd_invalidated) {
1596                                 if (!ret)
1597                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1598                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1599                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1600                         }
1601                         if (ret)
1602                                 goto out_unlock_bdev;
1603                 }
1604         }
1605         bdev->bd_openers++;
1606         if (for_part)
1607                 bdev->bd_part_count++;
1608         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1609         disk_unblock_events(disk);
1610         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1611         if (!first_open)
1612                 put_disk_and_module(disk);
1613         return 0;
1614
1615  out_clear:
1616         disk_put_part(bdev->bd_part);
1617         bdev->bd_disk = NULL;
1618         bdev->bd_part = NULL;
1619         bdev->bd_queue = NULL;
1620         if (bdev != bdev->bd_contains)
1621                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1622         bdev->bd_contains = NULL;
1623  out_unlock_bdev:
1624         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1625         disk_unblock_events(disk);
1626         put_disk_and_module(disk);
1627  out:
1628         bdput(bdev);
1629
1630         return ret;
1631 }
1632
1633 /**
1634  * blkdev_get - open a block device
1635  * @bdev: block_device to open
1636  * @mode: FMODE_* mask
1637  * @holder: exclusive holder identifier
1638  *
1639  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1640  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1641  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1642  *
1643  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1644  * @bdev is put.
1645  *
1646  * CONTEXT:
1647  * Might sleep.
1648  *
1649  * RETURNS:
1650  * 0 on success, -errno on failure.
1651  */
1652 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1653 {
1654         struct block_device *whole = NULL;
1655         int res;
1656
1657         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1658
1659         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1660                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1661                 if (IS_ERR(whole)) {
1662                         bdput(bdev);
1663                         return PTR_ERR(whole);
1664                 }
1665         }
1666
1667         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1668
1669         if (whole) {
1670                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1671
1672                 /* finish claiming */
1673                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1674                 spin_lock(&bdev_lock);
1675
1676                 if (!res) {
1677                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1678                         /*
1679                          * Note that for a whole device bd_holders
1680                          * will be incremented twice, and bd_holder
1681                          * will be set to bd_may_claim before being
1682                          * set to holder
1683                          */
1684                         whole->bd_holders++;
1685                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1686                         bdev->bd_holders++;
1687                         bdev->bd_holder = holder;
1688                 }
1689
1690                 /* tell others that we're done */
1691                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1692                 whole->bd_claiming = NULL;
1693                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1694
1695                 spin_unlock(&bdev_lock);
1696
1697                 /*
1698                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1699                  * write holder makes the write_holder state stick until
1700                  * all are released.  This is good enough and tracking
1701                  * individual writeable reference is too fragile given the
1702                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1703                  */
1704                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1705                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1706                         bdev->bd_write_holder = true;
1707                         disk_block_events(disk);
1708                 }
1709
1710                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1711                 bdput(whole);
1712         }
1713
1714         return res;
1715 }
1716 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1717
1718 /**
1719  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1720  * @path: path to the block device to open
1721  * @mode: FMODE_* mask
1722  * @holder: exclusive holder identifier
1723  *
1724  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1725  * and @holder are identical to blkdev_get().
1726  *
1727  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1728  *
1729  * CONTEXT:
1730  * Might sleep.
1731  *
1732  * RETURNS:
1733  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1734  */
1735 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1736                                         void *holder)
1737 {
1738         struct block_device *bdev;
1739         int err;
1740
1741         bdev = lookup_bdev(path);
1742         if (IS_ERR(bdev))
1743                 return bdev;
1744
1745         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1746         if (err)
1747                 return ERR_PTR(err);
1748
1749         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1750                 blkdev_put(bdev, mode);
1751                 return ERR_PTR(-EACCES);
1752         }
1753
1754         return bdev;
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1757
1758 /**
1759  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1760  * @dev: device number of block device to open
1761  * @mode: FMODE_* mask
1762  * @holder: exclusive holder identifier
1763  *
1764  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1765  * @holder are identical to blkdev_get().
1766  *
1767  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1768  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1769  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1770  * ever need it - reconsider your API.
1771  *
1772  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1773  *
1774  * CONTEXT:
1775  * Might sleep.
1776  *
1777  * RETURNS:
1778  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1779  */
1780 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1781 {
1782         struct block_device *bdev;
1783         int err;
1784
1785         bdev = bdget(dev);
1786         if (!bdev)
1787                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1788
1789         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1790         if (err)
1791                 return ERR_PTR(err);
1792
1793         return bdev;
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1796
1797 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1798 {
1799         struct block_device *bdev;
1800
1801         /*
1802          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1803          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1804          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1805          * during an unstable branch.
1806          */
1807         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1808
1809         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1810
1811         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1812                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1813         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1814                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1815         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1816                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1817
1818         bdev = bd_acquire(inode);
1819         if (bdev == NULL)
1820                 return -ENOMEM;
1821
1822         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1823         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1824
1825         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1826 }
1827
1828 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1829 {
1830         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1831         struct block_device *victim = NULL;
1832
1833         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1834         if (for_part)
1835                 bdev->bd_part_count--;
1836
1837         if (!--bdev->bd_openers) {
1838                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1839                 sync_blockdev(bdev);
1840                 kill_bdev(bdev);
1841
1842                 bdev_write_inode(bdev);
1843         }
1844         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1845                 if (disk->fops->release)
1846                         disk->fops->release(disk, mode);
1847         }
1848         if (!bdev->bd_openers) {
1849                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1850                 bdev->bd_part = NULL;
1851                 bdev->bd_disk = NULL;
1852                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1853                         victim = bdev->bd_contains;
1854                 bdev->bd_contains = NULL;
1855
1856                 put_disk_and_module(disk);
1857         }
1858         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1859         bdput(bdev);
1860         if (victim)
1861                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1862 }
1863
1864 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1865 {
1866         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1867
1868         if (mode & FMODE_EXCL) {
1869                 bool bdev_free;
1870
1871                 /*
1872                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1873                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1874                  * synchronize disk_holder unlinking.
1875                  */
1876                 spin_lock(&bdev_lock);
1877
1878                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1879                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1880
1881                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1882                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1883                         bdev->bd_holder = NULL;
1884                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1885                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1886
1887                 spin_unlock(&bdev_lock);
1888
1889                 /*
1890                  * If this was the last claim, remove holder link and
1891                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1892                  */
1893                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1894                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1895                         bdev->bd_write_holder = false;
1896                 }
1897         }
1898
1899         /*
1900          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1901          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1902          * from userland - e.g. eject(1).
1903          */
1904         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1905
1906         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1907
1908         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1909 }
1910 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1911
1912 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1913 {
1914         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1915         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1916         return 0;
1917 }
1918
1919 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1920 {
1921         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1922         fmode_t mode = file->f_mode;
1923
1924         /*
1925          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1926          * to updated it before every ioctl.
1927          */
1928         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1929                 mode |= FMODE_NDELAY;
1930         else
1931                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1932
1933         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1938  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1939  *
1940  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1941  * use.
1942  */
1943 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1944 {
1945         struct file *file = iocb->ki_filp;
1946         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1947         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1948         struct blk_plug plug;
1949         ssize_t ret;
1950
1951         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1952                 return -EPERM;
1953
1954         if (!iov_iter_count(from))
1955                 return 0;
1956
1957         if (iocb->ki_pos >= size)
1958                 return -ENOSPC;
1959
1960         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1961                 return -EOPNOTSUPP;
1962
1963         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1964
1965         blk_start_plug(&plug);
1966         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1967         if (ret > 0)
1968                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1969         blk_finish_plug(&plug);
1970         return ret;
1971 }
1972 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1973
1974 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1975 {
1976         struct file *file = iocb->ki_filp;
1977         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1978         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1979         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1980
1981         if (pos >= size)
1982                 return 0;
1983
1984         size -= pos;
1985         iov_iter_truncate(to, size);
1986         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1987 }
1988 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1989
1990 /*
1991  * Try to release a page associated with block device when the system
1992  * is under memory pressure.
1993  */
1994 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1995 {
1996         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1997
1998         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1999                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2000
2001         return try_to_free_buffers(page);
2002 }
2003
2004 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2005                              struct writeback_control *wbc)
2006 {
2007         return generic_writepages(mapping, wbc);
2008 }
2009
2010 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2011         .readpage       = blkdev_readpage,
2012         .readpages      = blkdev_readpages,
2013         .writepage      = blkdev_writepage,
2014         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2015         .write_end      = blkdev_write_end,
2016         .writepages     = blkdev_writepages,
2017         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2018         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2019         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2020         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2021 };
2022
2023 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2024                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2025                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2026
2027 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2028                              loff_t len)
2029 {
2030         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2031         struct address_space *mapping;
2032         loff_t end = start + len - 1;
2033         loff_t isize;
2034         int error;
2035
2036         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2037         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2038                 return -EOPNOTSUPP;
2039
2040         /* Don't go off the end of the device. */
2041         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2042         if (start >= isize)
2043                 return -EINVAL;
2044         if (end >= isize) {
2045                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2046                         len = isize - start;
2047                         end = start + len - 1;
2048                 } else
2049                         return -EINVAL;
2050         }
2051
2052         /*
2053          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2054          */
2055         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2056                 return -EINVAL;
2057
2058         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2059         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2060         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2061
2062         switch (mode) {
2063         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2064         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2065                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2066                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2067                 break;
2068         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2069                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2070                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2071                 break;
2072         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2073                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2074                                              GFP_KERNEL, 0);
2075                 break;
2076         default:
2077                 return -EOPNOTSUPP;
2078         }
2079         if (error)
2080                 return error;
2081
2082         /*
2083          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2084          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2085          * inclusive, so the rounding here is safe.
2086          */
2087         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2088                                              start >> PAGE_SHIFT,
2089                                              end >> PAGE_SHIFT);
2090 }
2091
2092 const struct file_operations def_blk_fops = {
2093         .open           = blkdev_open,
2094         .release        = blkdev_close,
2095         .llseek         = block_llseek,
2096         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2097         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2098         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2099         .mmap           = generic_file_mmap,
2100         .fsync          = blkdev_fsync,
2101         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2102 #ifdef CONFIG_COMPAT
2103         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2104 #endif
2105         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2106         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2107         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2108 };
2109
2110 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2111 {
2112         int res;
2113         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2114         set_fs(KERNEL_DS);
2115         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2116         set_fs(old_fs);
2117         return res;
2118 }
2119
2120 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2121
2122 /**
2123  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2124  * @pathname:   special file representing the block device
2125  *
2126  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2127  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2128  * otherwise.
2129  */
2130 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2131 {
2132         struct block_device *bdev;
2133         struct inode *inode;
2134         struct path path;
2135         int error;
2136
2137         if (!pathname || !*pathname)
2138                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2139
2140         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2141         if (error)
2142                 return ERR_PTR(error);
2143
2144         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2145         error = -ENOTBLK;
2146         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2147                 goto fail;
2148         error = -EACCES;
2149         if (!may_open_dev(&path))
2150                 goto fail;
2151         error = -ENOMEM;
2152         bdev = bd_acquire(inode);
2153         if (!bdev)
2154                 goto fail;
2155 out:
2156         path_put(&path);
2157         return bdev;
2158 fail:
2159         bdev = ERR_PTR(error);
2160         goto out;
2161 }
2162 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2163
2164 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2165 {
2166         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2167         int res = 0;
2168
2169         if (sb) {
2170                 /*
2171                  * no need to lock the super, get_super holds the
2172                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2173                  * under us (->put_super runs with the write lock
2174                  * hold).
2175                  */
2176                 shrink_dcache_sb(sb);
2177                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2178                 drop_super(sb);
2179         }
2180         invalidate_bdev(bdev);
2181         return res;
2182 }
2183 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2184
2185 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2186 {
2187         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2188
2189         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2190         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2191                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2192                 struct block_device *bdev;
2193
2194                 spin_lock(&inode->i_lock);
2195                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2196                     mapping->nrpages == 0) {
2197                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2198                         continue;
2199                 }
2200                 __iget(inode);
2201                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2202                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2203                 /*
2204                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2205                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2206                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2207                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2208                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2209                  * later.
2210                  */
2211                 iput(old_inode);
2212                 old_inode = inode;
2213                 bdev = I_BDEV(inode);
2214
2215                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2216                 if (bdev->bd_openers)
2217                         func(bdev, arg);
2218                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2219
2220                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2221         }
2222         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2223         iput(old_inode);
2224 }