fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/dax.h>
  22 #include <linux/buffer_head.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/writeback.h>
  26 #include <linux/mpage.h>
  27 #include <linux/mount.h>
  28 #include <linux/uio.h>
  29 #include <linux/namei.h>
  30 #include <linux/log2.h>
  31 #include <linux/cleancache.h>
  32 #include <linux/dax.h>
  33 #include <linux/badblocks.h>
  34 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  35 #include <linux/falloc.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include "internal.h"
  38
  39 struct bdev_inode {
  40         struct block_device bdev;
  41         struct inode vfs_inode;
  42 };
  43
  44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  45
  46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  47 {
  48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  49 }
  50
  51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  52 {
  53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  56
  57 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  58 {
  59         struct va_format vaf;
  60         va_list args;
  61
  62         va_start(args, fmt);
  63         vaf.fmt = fmt;
  64         vaf.va = &args;
  65         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  66         va_end(args);
  67 }
  68
  69 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  70 {
  71         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  72         int ret;
  73
  74         spin_lock(&inode->i_lock);
  75         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  76                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  77                 ret = write_inode_now(inode, true);
  78                 if (ret) {
  79                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  80                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  81                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  82                                             bdevname(bdev, name), ret);
  83                 }
  84                 spin_lock(&inode->i_lock);
  85         }
  86         spin_unlock(&inode->i_lock);
  87 }
  88
  89 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  90 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  95                 return;
  96
  97         invalidate_bh_lrus();
  98         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  99 }
 100 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
 101
 102 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 103 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 104 {
 105         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 106
 107         if (mapping->nrpages) {
 108                 invalidate_bh_lrus();
 109                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 110                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 111         }
 112         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 113          * But, for the strange corners, lets be cautious
 114          */
 115         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 116 }
 117 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 118
 119 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 120 {
 121         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 122         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 123                 return -EINVAL;
 124
 125         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 126         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 127                 return -EINVAL;
 128
 129         /* Don't change the size if it is same as current */
 130         if (bdev->bd_block_size != size) {
 131                 sync_blockdev(bdev);
 132                 bdev->bd_block_size = size;
 133                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 134                 kill_bdev(bdev);
 135         }
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 140
 141 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 142 {
 143         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 144                 return 0;
 145         /* If we get here, we know size is power of two
 146          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 147         sb->s_blocksize = size;
 148         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 149         return sb->s_blocksize;
 150 }
 151
 152 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 153
 154 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 155 {
 156         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 157         if (size < minsize)
 158                 size = minsize;
 159         return sb_set_blocksize(sb, size);
 160 }
 161
 162 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 163
 164 static int
 165 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 166                 struct buffer_head *bh, int create)
 167 {
 168         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 169         bh->b_blocknr = iblock;
 170         set_buffer_mapped(bh);
 171         return 0;
 172 }
 173
 174 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 175 {
 176         return file->f_mapping->host;
 177 }
 178
 179 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 180 {
 181         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 182
 183         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 184         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 185                 op |= REQ_FUA;
 186         return op;
 187 }
 188
 189 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 190
 191 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 192 {
 193         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 194
 195         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 196         wake_up_process(waiter);
 197 }
 198
 199 static ssize_t
 200 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 201                 int nr_pages)
 202 {
 203         struct file *file = iocb->ki_filp;
 204         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 205         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 206         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 207         bool should_dirty = false;
 208         struct bio bio;
 209         ssize_t ret;
 210         blk_qc_t qc;
 211         int i;
 212
 213         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 214             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 215                 return -EINVAL;
 216
 217         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 218                 vecs = inline_vecs;
 219         else {
 220                 vecs = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct bio_vec), GFP_KERNEL);
 221                 if (!vecs)
 222                         return -ENOMEM;
 223         }
 224
 225         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 226         bio.bi_bdev = bdev;
 227         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 228         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 229         bio.bi_private = current;
 230         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 231
 232         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 233         if (unlikely(ret))
 234                 return ret;
 235         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 236
 237         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 238                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 239                 if (iter_is_iovec(iter))
 240                         should_dirty = true;
 241         } else {
 242                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 243                 task_io_account_write(ret);
 244         }
 245
 246         qc = submit_bio(&bio);
 247         for (;;) {
 248                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 249                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 250                         break;
 251                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 252                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 253                         io_schedule();
 254         }
 255         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 256
 257         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 258                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 259                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 260                 put_page(bvec->bv_page);
 261         }
 262
 263         if (vecs != inline_vecs)
 264                 kfree(vecs);
 265
 266         if (unlikely(bio.bi_status))
 267                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 268
 269         bio_uninit(&bio);
 270
 271         return ret;
 272 }
 273
 274 struct blkdev_dio {
 275         union {
 276                 struct kiocb            *iocb;
 277                 struct task_struct      *waiter;
 278         };
 279         size_t                  size;
 280         atomic_t                ref;
 281         bool                    multi_bio : 1;
 282         bool                    should_dirty : 1;
 283         bool                    is_sync : 1;
 284         struct bio              bio;
 285 };
 286
 287 static struct bio_set *blkdev_dio_pool __read_mostly;
 288
 289 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 290 {
 291         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 292         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 293
 294         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 295                 if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 296                         dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 297         } else {
 298                 if (!dio->is_sync) {
 299                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 300                         ssize_t ret;
 301
 302                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 303                                 ret = dio->size;
 304                                 iocb->ki_pos += ret;
 305                         } else {
 306                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 307                         }
 308
 309                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 310                         bio_put(&dio->bio);
 311                 } else {
 312                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 313
 314                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 315                         wake_up_process(waiter);
 316                 }
 317         }
 318
 319         if (should_dirty) {
 320                 bio_check_pages_dirty(bio);
 321         } else {
 322                 struct bio_vec *bvec;
 323                 int i;
 324
 325                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 326                         put_page(bvec->bv_page);
 327                 bio_put(bio);
 328         }
 329 }
 330
 331 static ssize_t
 332 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 333 {
 334         struct file *file = iocb->ki_filp;
 335         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 336         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 337         struct blk_plug plug;
 338         struct blkdev_dio *dio;
 339         struct bio *bio;
 340         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 341         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 342         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 343         int ret = 0;
 344
 345         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 346             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 347                 return -EINVAL;
 348
 349         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, blkdev_dio_pool);
 350         bio_get(bio); /* extra ref for the completion handler */
 351
 352         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 353         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 354         if (dio->is_sync)
 355                 dio->waiter = current;
 356         else
 357                 dio->iocb = iocb;
 358
 359         dio->size = 0;
 360         dio->multi_bio = false;
 361         dio->should_dirty = is_read && (iter->type == ITER_IOVEC);
 362
 363         blk_start_plug(&plug);
 364         for (;;) {
 365                 bio->bi_bdev = bdev;
 366                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 367                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 368                 bio->bi_private = dio;
 369                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 370
 371                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 372                 if (unlikely(ret)) {
 373                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 374                         bio_endio(bio);
 375                         break;
 376                 }
 377
 378                 if (is_read) {
 379                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 380                         if (dio->should_dirty)
 381                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 382                 } else {
 383                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 384                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 385                 }
 386
 387                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 388                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 389
 390                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 391                 if (!nr_pages) {
 392                         qc = submit_bio(bio);
 393                         break;
 394                 }
 395
 396                 if (!dio->multi_bio) {
 397                         dio->multi_bio = true;
 398                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 399                 } else {
 400                         atomic_inc(&dio->ref);
 401                 }
 402
 403                 submit_bio(bio);
 404                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 405         }
 406         blk_finish_plug(&plug);
 407
 408         if (!is_sync)
 409                 return -EIOCBQUEUED;
 410
 411         for (;;) {
 412                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 413                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 414                         break;
 415
 416                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 417                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 418                         io_schedule();
 419         }
 420         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 421
 422         if (!ret)
 423                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 424         if (likely(!ret))
 425                 ret = dio->size;
 426
 427         bio_put(&dio->bio);
 428         return ret;
 429 }
 430
 431 static ssize_t
 432 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 433 {
 434         int nr_pages;
 435
 436         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 437         if (!nr_pages)
 438                 return 0;
 439         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 440                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 441
 442         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 443 }
 444
 445 static __init int blkdev_init(void)
 446 {
 447         blkdev_dio_pool = bioset_create(4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 448         if (!blkdev_dio_pool)
 449                 return -ENOMEM;
 450         return 0;
 451 }
 452 module_init(blkdev_init);
 453
 454 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 455 {
 456         if (!bdev)
 457                 return 0;
 458         if (!wait)
 459                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 460         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 461 }
 462
 463 /*
 464  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 465  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 466  */
 467 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 468 {
 469         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 470 }
 471 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 472
 473 /*
 474  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 475  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 476  * device.  Takes the superblock lock.
 477  */
 478 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 479 {
 480         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 481         if (sb) {
 482                 int res = sync_filesystem(sb);
 483                 drop_super(sb);
 484                 return res;
 485         }
 486         return sync_blockdev(bdev);
 487 }
 488 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 489
 490 /**
 491  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 492  * @bdev:       blockdevice to lock
 493  *
 494  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 495  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 496  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 497  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 498  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 499  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 500  * actually.
 501  */
 502 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 503 {
 504         struct super_block *sb;
 505         int error = 0;
 506
 507         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 508         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 509                 /*
 510                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 511                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 512                  * thaw_bdev drops it.
 513                  */
 514                 sb = get_super(bdev);
 515                 if (sb)
 516                         drop_super(sb);
 517                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 518                 return sb;
 519         }
 520
 521         sb = get_active_super(bdev);
 522         if (!sb)
 523                 goto out;
 524         if (sb->s_op->freeze_super)
 525                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 526         else
 527                 error = freeze_super(sb);
 528         if (error) {
 529                 deactivate_super(sb);
 530                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 531                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 532                 return ERR_PTR(error);
 533         }
 534         deactivate_super(sb);
 535  out:
 536         sync_blockdev(bdev);
 537         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 538         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 539 }
 540 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 541
 542 /**
 543  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 544  * @bdev:       blockdevice to unlock
 545  * @sb:         associated superblock
 546  *
 547  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 548  */
 549 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 550 {
 551         int error = -EINVAL;
 552
 553         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 554         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 555                 goto out;
 556
 557         error = 0;
 558         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 559                 goto out;
 560
 561         if (!sb)
 562                 goto out;
 563
 564         if (sb->s_op->thaw_super)
 565                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 566         else
 567                 error = thaw_super(sb);
 568         if (error)
 569                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 570 out:
 571         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 572         return error;
 573 }
 574 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 575
 576 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 577 {
 578         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 579 }
 580
 581 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 582 {
 583         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 584 }
 585
 586 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 587                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 588 {
 589         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 590 }
 591
 592 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 593                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 594                         struct page **pagep, void **fsdata)
 595 {
 596         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 597                                  blkdev_get_block);
 598 }
 599
 600 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 601                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 602                         struct page *page, void *fsdata)
 603 {
 604         int ret;
 605         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 606
 607         unlock_page(page);
 608         put_page(page);
 609
 610         return ret;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * private llseek:
 615  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 616  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 617  */
 618 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 619 {
 620         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 621         loff_t retval;
 622
 623         inode_lock(bd_inode);
 624         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 625         inode_unlock(bd_inode);
 626         return retval;
 627 }
 628
 629 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 630 {
 631         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 632         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 633         int error;
 634
 635         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 636         if (error)
 637                 return error;
 638
 639         /*
 640          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 641          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 642          * O_SYNC writers to a block device.
 643          */
 644         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 645         if (error == -EOPNOTSUPP)
 646                 error = 0;
 647
 648         return error;
 649 }
 650 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 651
 652 /**
 653  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 654  * @bdev: The device to read the page from
 655  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 656  * @page: The page to read
 657  *
 658  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 659  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 660  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 661  *
 662  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 663  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 664  * than propagate an error back up the stack.
 665  *
 666  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 667  */
 668 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 669                         struct page *page)
 670 {
 671         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 672         int result = -EOPNOTSUPP;
 673
 674         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 675                 return result;
 676
 677         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 678         if (result)
 679                 return result;
 680         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 681         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 682         return result;
 683 }
 684 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 685
 686 /**
 687  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 688  * @bdev: The device to write the page to
 689  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 690  * @page: The page to write
 691  * @wbc: The writeback_control for the write
 692  *
 693  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 694  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 695  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 696  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 697  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 698  *
 699  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 700  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 701  * than propagate an error back up the stack.
 702  *
 703  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 704  */
 705 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 706                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 707 {
 708         int result;
 709         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 710
 711         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 712                 return -EOPNOTSUPP;
 713         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 714         if (result)
 715                 return result;
 716
 717         set_page_writeback(page);
 718         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 719         if (result)
 720                 end_page_writeback(page);
 721         else
 722                 unlock_page(page);
 723         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 724         return result;
 725 }
 726 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 727
 728 /*
 729  * pseudo-fs
 730  */
 731
 732 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 733 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 734
 735 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 736 {
 737         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 738         if (!ei)
 739                 return NULL;
 740         return &ei->vfs_inode;
 741 }
 742
 743 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 744 {
 745         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 746         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 747
 748         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 749 }
 750
 751 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 752 {
 753         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 754 }
 755
 756 static void init_once(void *foo)
 757 {
 758         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 759         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 760
 761         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 762         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 763         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 764 #ifdef CONFIG_SYSFS
 765         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 766 #endif
 767         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 768         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 769         /* Initialize mutex for freeze. */
 770         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 771 }
 772
 773 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 774 {
 775         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 776         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 777         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 778         clear_inode(inode);
 779         spin_lock(&bdev_lock);
 780         list_del_init(&bdev->bd_list);
 781         spin_unlock(&bdev_lock);
 782         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 783         inode_detach_wb(inode);
 784         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 785                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 786                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 787         }
 788 }
 789
 790 static const struct super_operations bdev_sops = {
 791         .statfs = simple_statfs,
 792         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 793         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 794         .drop_inode = generic_delete_inode,
 795         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 796 };
 797
 798 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 799         int flags, const char *dev_name, void *data)
 800 {
 801         struct dentry *dent;
 802         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 803         if (!IS_ERR(dent))
 804                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 805         return dent;
 806 }
 807
 808 static struct file_system_type bd_type = {
 809         .name           = "bdev",
 810         .mount          = bd_mount,
 811         .kill_sb        = kill_anon_super,
 812 };
 813
 814 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 815 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 816
 817 void __init bdev_cache_init(void)
 818 {
 819         int err;
 820         static struct vfsmount *bd_mnt;
 821
 822         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 823                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 824                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 825                         init_once);
 826         err = register_filesystem(&bd_type);
 827         if (err)
 828                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 829         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 830         if (IS_ERR(bd_mnt))
 831                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 832         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 833 }
 834
 835 /*
 836  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 837  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 838  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 839  */
 840 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 841 {
 842         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 843 }
 844
 845 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 846 {
 847         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 848 }
 849
 850 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 851 {
 852         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 857
 858 /*
 859  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 860  * as soon as last inode reference is dropped.
 861  */
 862 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 863 {
 864         struct inode *inode;
 865
 866         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 867         if (inode) {
 868                 remove_inode_hash(inode);
 869                 iput(inode);
 870         }
 871 }
 872
 873 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 874 {
 875         struct block_device *bdev;
 876         struct inode *inode;
 877
 878         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 879                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 880
 881         if (!inode)
 882                 return NULL;
 883
 884         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 885
 886         if (inode->i_state & I_NEW) {
 887                 bdev->bd_contains = NULL;
 888                 bdev->bd_super = NULL;
 889                 bdev->bd_inode = inode;
 890                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 891                 bdev->bd_part_count = 0;
 892                 bdev->bd_invalidated = 0;
 893                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 894                 inode->i_rdev = dev;
 895                 inode->i_bdev = bdev;
 896                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 897                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 898                 spin_lock(&bdev_lock);
 899                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 900                 spin_unlock(&bdev_lock);
 901                 unlock_new_inode(inode);
 902         }
 903         return bdev;
 904 }
 905
 906 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 907
 908 /**
 909  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 910  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 911  */
 912 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 913 {
 914         ihold(bdev->bd_inode);
 915         return bdev;
 916 }
 917 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 918
 919 long nr_blockdev_pages(void)
 920 {
 921         struct block_device *bdev;
 922         long ret = 0;
 923         spin_lock(&bdev_lock);
 924         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 925                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 926         }
 927         spin_unlock(&bdev_lock);
 928         return ret;
 929 }
 930
 931 void bdput(struct block_device *bdev)
 932 {
 933         iput(bdev->bd_inode);
 934 }
 935
 936 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 937
 938 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 939 {
 940         struct block_device *bdev;
 941
 942         spin_lock(&bdev_lock);
 943         bdev = inode->i_bdev;
 944         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 945                 bdgrab(bdev);
 946                 spin_unlock(&bdev_lock);
 947                 return bdev;
 948         }
 949         spin_unlock(&bdev_lock);
 950
 951         /*
 952          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 953          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 954          * up block device inode again just in case new device got
 955          * reestablished under the same device number.
 956          */
 957         if (bdev)
 958                 bd_forget(inode);
 959
 960         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 961         if (bdev) {
 962                 spin_lock(&bdev_lock);
 963                 if (!inode->i_bdev) {
 964                         /*
 965                          * We take an additional reference to bd_inode,
 966                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 967                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 968                          * without igrab().
 969                          */
 970                         bdgrab(bdev);
 971                         inode->i_bdev = bdev;
 972                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 973                 }
 974                 spin_unlock(&bdev_lock);
 975         }
 976         return bdev;
 977 }
 978
 979 /* Call when you free inode */
 980
 981 void bd_forget(struct inode *inode)
 982 {
 983         struct block_device *bdev = NULL;
 984
 985         spin_lock(&bdev_lock);
 986         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 987                 bdev = inode->i_bdev;
 988         inode->i_bdev = NULL;
 989         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 990         spin_unlock(&bdev_lock);
 991
 992         if (bdev)
 993                 bdput(bdev);
 994 }
 995
 996 /**
 997  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 998  * @bdev: block device of interest
 999  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1000  * @holder: holder trying to claim @bdev
1001  *
1002  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1003  *
1004  * CONTEXT:
1005  * spin_lock(&bdev_lock).
1006  *
1007  * RETURNS:
1008  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1009  */
1010 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1011                          void *holder)
1012 {
1013         if (bdev->bd_holder == holder)
1014                 return true;     /* already a holder */
1015         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1016                 return false;    /* held by someone else */
1017         else if (whole == bdev)
1018                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1019
1020         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1021                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1022         else if (whole->bd_holder != NULL)
1023                 return false;    /* is a partition of a held device */
1024         else
1025                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1026 }
1027
1028 /**
1029  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1030  * @bdev: block device of interest
1031  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1032  * @holder: holder trying to claim @bdev
1033  *
1034  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1035  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1036  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1037  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1038  *
1039  * CONTEXT:
1040  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1041  * it multiple times.
1042  *
1043  * RETURNS:
1044  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1045  */
1046 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1047                                struct block_device *whole, void *holder)
1048 {
1049 retry:
1050         /* if someone else claimed, fail */
1051         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1052                 return -EBUSY;
1053
1054         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1055         if (whole->bd_claiming) {
1056                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1057                 DEFINE_WAIT(wait);
1058
1059                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1060                 spin_unlock(&bdev_lock);
1061                 schedule();
1062                 finish_wait(wq, &wait);
1063                 spin_lock(&bdev_lock);
1064                 goto retry;
1065         }
1066
1067         /* yay, all mine */
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 /**
1072  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1073  * @bdev: block device of interest
1074  * @holder: holder trying to claim @bdev
1075  *
1076  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1077  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1078  * successful call to this function must be matched with a call to
1079  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1080  * fail).
1081  *
1082  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1083  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1084  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1085  * access but may subsequently fail.
1086  *
1087  * CONTEXT:
1088  * Might sleep.
1089  *
1090  * RETURNS:
1091  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1092  * value on failure.
1093  */
1094 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1095                                               void *holder)
1096 {
1097         struct gendisk *disk;
1098         struct block_device *whole;
1099         int partno, err;
1100
1101         might_sleep();
1102
1103         /*
1104          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1105          * and grab the outer block device the hard way.
1106          */
1107         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1108         if (!disk)
1109                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1110
1111         /*
1112          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1113          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1114          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1115          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1116          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1117          * way.
1118          */
1119         if (partno)
1120                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1121         else
1122                 whole = bdgrab(bdev);
1123
1124         module_put(disk->fops->owner);
1125         put_disk(disk);
1126         if (!whole)
1127                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1128
1129         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1130         spin_lock(&bdev_lock);
1131
1132         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1133         if (err == 0) {
1134                 whole->bd_claiming = holder;
1135                 spin_unlock(&bdev_lock);
1136                 return whole;
1137         } else {
1138                 spin_unlock(&bdev_lock);
1139                 bdput(whole);
1140                 return ERR_PTR(err);
1141         }
1142 }
1143
1144 #ifdef CONFIG_SYSFS
1145 struct bd_holder_disk {
1146         struct list_head        list;
1147         struct gendisk          *disk;
1148         int                     refcnt;
1149 };
1150
1151 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1152                                                   struct gendisk *disk)
1153 {
1154         struct bd_holder_disk *holder;
1155
1156         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1157                 if (holder->disk == disk)
1158                         return holder;
1159         return NULL;
1160 }
1161
1162 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1163 {
1164         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1165 }
1166
1167 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1168 {
1169         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1170 }
1171
1172 /**
1173  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1174  * @bdev: the claimed slave bdev
1175  * @disk: the holding disk
1176  *
1177  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1178  *
1179  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1180  *
1181  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1182  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1183  *
1184  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1185  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1186  *
1187  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1188  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1189  *
1190  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1191  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1192  * lifetime of these symlinks.
1193  *
1194  * CONTEXT:
1195  * Might sleep.
1196  *
1197  * RETURNS:
1198  * 0 on success, -errno on failure.
1199  */
1200 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1201 {
1202         struct bd_holder_disk *holder;
1203         int ret = 0;
1204
1205         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1206
1207         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1208
1209         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1210         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1211                 goto out_unlock;
1212
1213         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1214         if (holder) {
1215                 holder->refcnt++;
1216                 goto out_unlock;
1217         }
1218
1219         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1220         if (!holder) {
1221                 ret = -ENOMEM;
1222                 goto out_unlock;
1223         }
1224
1225         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1226         holder->disk = disk;
1227         holder->refcnt = 1;
1228
1229         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1230         if (ret)
1231                 goto out_free;
1232
1233         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1234         if (ret)
1235                 goto out_del;
1236         /*
1237          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1238          * the holder directory.  Hold on to it.
1239          */
1240         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1241
1242         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1243         goto out_unlock;
1244
1245 out_del:
1246         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1247 out_free:
1248         kfree(holder);
1249 out_unlock:
1250         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1251         return ret;
1252 }
1253 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1254
1255 /**
1256  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1257  * @bdev: the calimed slave bdev
1258  * @disk: the holding disk
1259  *
1260  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1261  *
1262  * CONTEXT:
1263  * Might sleep.
1264  */
1265 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1266 {
1267         struct bd_holder_disk *holder;
1268
1269         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1270
1271         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1272
1273         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1274                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1275                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1276                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1277                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1278                 list_del_init(&holder->list);
1279                 kfree(holder);
1280         }
1281
1282         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1283 }
1284 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1285 #endif
1286
1287 /**
1288  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1289  *
1290  * @bdev:      struct block device to be flushed
1291  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1292  *
1293  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1294  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1295  * resize.
1296  */
1297 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1298 {
1299         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1300                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1301                        "resized disk %s\n",
1302                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1303         }
1304
1305         if (!bdev->bd_disk)
1306                 return;
1307         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1308                 bdev->bd_invalidated = 1;
1309 }
1310
1311 /**
1312  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1313  * @disk: struct gendisk to check
1314  * @bdev: struct bdev to adjust.
1315  *
1316  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1317  * and adjusts it if it differs.
1318  */
1319 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1320 {
1321         loff_t disk_size, bdev_size;
1322
1323         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1324         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1325         if (disk_size != bdev_size) {
1326                 printk(KERN_INFO
1327                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1328                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1329                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1330                 flush_disk(bdev, false);
1331         }
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1334
1335 /**
1336  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1337  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1338  *
1339  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1340  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1341  * for all revalidate_disk operations.
1342  */
1343 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1344 {
1345         struct block_device *bdev;
1346         int ret = 0;
1347
1348         if (disk->fops->revalidate_disk)
1349                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1350         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1351         if (!bdev)
1352                 return ret;
1353
1354         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1355         check_disk_size_change(disk, bdev);
1356         bdev->bd_invalidated = 0;
1357         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1358         bdput(bdev);
1359         return ret;
1360 }
1361 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1362
1363 /*
1364  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1365  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1366  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1367  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1368  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1369  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1370  * to lose :-)
1371  */
1372 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1373 {
1374         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1375         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1376         unsigned int events;
1377
1378         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1379                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1380         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1381                 return 0;
1382
1383         flush_disk(bdev, true);
1384         if (bdops->revalidate_disk)
1385                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1386         return 1;
1387 }
1388
1389 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1390
1391 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1392 {
1393         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1394
1395         inode_lock(bdev->bd_inode);
1396         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1397         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1398         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1399                 if (size & bsize)
1400                         break;
1401                 bsize <<= 1;
1402         }
1403         bdev->bd_block_size = bsize;
1404         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1405 }
1406 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1407
1408 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1409
1410 /*
1411  * bd_mutex locking:
1412  *
1413  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1414  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1415  */
1416
1417 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1418 {
1419         struct gendisk *disk;
1420         struct module *owner;
1421         int ret;
1422         int partno;
1423         int perm = 0;
1424
1425         if (mode & FMODE_READ)
1426                 perm |= MAY_READ;
1427         if (mode & FMODE_WRITE)
1428                 perm |= MAY_WRITE;
1429         /*
1430          * hooks: /n/, see "layering violations".
1431          */
1432         if (!for_part) {
1433                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1434                 if (ret != 0) {
1435                         bdput(bdev);
1436                         return ret;
1437                 }
1438         }
1439
1440  restart:
1441
1442         ret = -ENXIO;
1443         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1444         if (!disk)
1445                 goto out;
1446         owner = disk->fops->owner;
1447
1448         disk_block_events(disk);
1449         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1450         if (!bdev->bd_openers) {
1451                 bdev->bd_disk = disk;
1452                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1453                 bdev->bd_contains = bdev;
1454
1455                 if (!partno) {
1456                         ret = -ENXIO;
1457                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1458                         if (!bdev->bd_part)
1459                                 goto out_clear;
1460
1461                         ret = 0;
1462                         if (disk->fops->open) {
1463                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1464                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1465                                         /* Lost a race with 'disk' being
1466                                          * deleted, try again.
1467                                          * See md.c
1468                                          */
1469                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1470                                         bdev->bd_part = NULL;
1471                                         bdev->bd_disk = NULL;
1472                                         bdev->bd_queue = NULL;
1473                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1474                                         disk_unblock_events(disk);
1475                                         put_disk(disk);
1476                                         module_put(owner);
1477                                         goto restart;
1478                                 }
1479                         }
1480
1481                         if (!ret)
1482                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1483
1484                         /*
1485                          * If the device is invalidated, rescan partition
1486                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1487                          * The latter is necessary to prevent ghost
1488                          * partitions on a removed medium.
1489                          */
1490                         if (bdev->bd_invalidated) {
1491                                 if (!ret)
1492                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1493                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1494                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1495                         }
1496
1497                         if (ret)
1498                                 goto out_clear;
1499                 } else {
1500                         struct block_device *whole;
1501                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1502                         ret = -ENOMEM;
1503                         if (!whole)
1504                                 goto out_clear;
1505                         BUG_ON(for_part);
1506                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1507                         if (ret)
1508                                 goto out_clear;
1509                         bdev->bd_contains = whole;
1510                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1511                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1512                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1513                                 ret = -ENXIO;
1514                                 goto out_clear;
1515                         }
1516                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1517                 }
1518
1519                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1520                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1521         } else {
1522                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1523                         ret = 0;
1524                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1525                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1526                         /* the same as first opener case, read comment there */
1527                         if (bdev->bd_invalidated) {
1528                                 if (!ret)
1529                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1530                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1531                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1532                         }
1533                         if (ret)
1534                                 goto out_unlock_bdev;
1535                 }
1536                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1537                 put_disk(disk);
1538                 module_put(owner);
1539         }
1540         bdev->bd_openers++;
1541         if (for_part)
1542                 bdev->bd_part_count++;
1543         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1544         disk_unblock_events(disk);
1545         return 0;
1546
1547  out_clear:
1548         disk_put_part(bdev->bd_part);
1549         bdev->bd_disk = NULL;
1550         bdev->bd_part = NULL;
1551         bdev->bd_queue = NULL;
1552         if (bdev != bdev->bd_contains)
1553                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1554         bdev->bd_contains = NULL;
1555  out_unlock_bdev:
1556         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1557         disk_unblock_events(disk);
1558         put_disk(disk);
1559         module_put(owner);
1560  out:
1561         bdput(bdev);
1562
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 /**
1567  * blkdev_get - open a block device
1568  * @bdev: block_device to open
1569  * @mode: FMODE_* mask
1570  * @holder: exclusive holder identifier
1571  *
1572  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1573  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1574  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1575  *
1576  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1577  * @bdev is put.
1578  *
1579  * CONTEXT:
1580  * Might sleep.
1581  *
1582  * RETURNS:
1583  * 0 on success, -errno on failure.
1584  */
1585 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1586 {
1587         struct block_device *whole = NULL;
1588         int res;
1589
1590         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1591
1592         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1593                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1594                 if (IS_ERR(whole)) {
1595                         bdput(bdev);
1596                         return PTR_ERR(whole);
1597                 }
1598         }
1599
1600         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1601
1602         if (whole) {
1603                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1604
1605                 /* finish claiming */
1606                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1607                 spin_lock(&bdev_lock);
1608
1609                 if (!res) {
1610                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1611                         /*
1612                          * Note that for a whole device bd_holders
1613                          * will be incremented twice, and bd_holder
1614                          * will be set to bd_may_claim before being
1615                          * set to holder
1616                          */
1617                         whole->bd_holders++;
1618                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1619                         bdev->bd_holders++;
1620                         bdev->bd_holder = holder;
1621                 }
1622
1623                 /* tell others that we're done */
1624                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1625                 whole->bd_claiming = NULL;
1626                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1627
1628                 spin_unlock(&bdev_lock);
1629
1630                 /*
1631                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1632                  * write holder makes the write_holder state stick until
1633                  * all are released.  This is good enough and tracking
1634                  * individual writeable reference is too fragile given the
1635                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1636                  */
1637                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1638                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1639                         bdev->bd_write_holder = true;
1640                         disk_block_events(disk);
1641                 }
1642
1643                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1644                 bdput(whole);
1645         }
1646
1647         return res;
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1650
1651 /**
1652  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1653  * @path: path to the block device to open
1654  * @mode: FMODE_* mask
1655  * @holder: exclusive holder identifier
1656  *
1657  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1658  * and @holder are identical to blkdev_get().
1659  *
1660  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1661  *
1662  * CONTEXT:
1663  * Might sleep.
1664  *
1665  * RETURNS:
1666  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1667  */
1668 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1669                                         void *holder)
1670 {
1671         struct block_device *bdev;
1672         int err;
1673
1674         bdev = lookup_bdev(path);
1675         if (IS_ERR(bdev))
1676                 return bdev;
1677
1678         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1679         if (err)
1680                 return ERR_PTR(err);
1681
1682         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1683                 blkdev_put(bdev, mode);
1684                 return ERR_PTR(-EACCES);
1685         }
1686
1687         return bdev;
1688 }
1689 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1690
1691 /**
1692  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1693  * @dev: device number of block device to open
1694  * @mode: FMODE_* mask
1695  * @holder: exclusive holder identifier
1696  *
1697  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1698  * @holder are identical to blkdev_get().
1699  *
1700  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1701  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1702  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1703  * ever need it - reconsider your API.
1704  *
1705  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1706  *
1707  * CONTEXT:
1708  * Might sleep.
1709  *
1710  * RETURNS:
1711  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1712  */
1713 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1714 {
1715         struct block_device *bdev;
1716         int err;
1717
1718         bdev = bdget(dev);
1719         if (!bdev)
1720                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1721
1722         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1723         if (err)
1724                 return ERR_PTR(err);
1725
1726         return bdev;
1727 }
1728 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1729
1730 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1731 {
1732         struct block_device *bdev;
1733
1734         /*
1735          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1736          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1737          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1738          * during an unstable branch.
1739          */
1740         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1741
1742         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1743                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1744         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1745                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1746         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1747                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1748
1749         bdev = bd_acquire(inode);
1750         if (bdev == NULL)
1751                 return -ENOMEM;
1752
1753         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1754         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1755
1756         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1757 }
1758
1759 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1760 {
1761         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1762         struct block_device *victim = NULL;
1763
1764         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1765         if (for_part)
1766                 bdev->bd_part_count--;
1767
1768         if (!--bdev->bd_openers) {
1769                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1770                 sync_blockdev(bdev);
1771                 kill_bdev(bdev);
1772
1773                 bdev_write_inode(bdev);
1774         }
1775         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1776                 if (disk->fops->release)
1777                         disk->fops->release(disk, mode);
1778         }
1779         if (!bdev->bd_openers) {
1780                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1781
1782                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1783                 bdev->bd_part = NULL;
1784                 bdev->bd_disk = NULL;
1785                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1786                         victim = bdev->bd_contains;
1787                 bdev->bd_contains = NULL;
1788
1789                 put_disk(disk);
1790                 module_put(owner);
1791         }
1792         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1793         bdput(bdev);
1794         if (victim)
1795                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1796 }
1797
1798 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1799 {
1800         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1801
1802         if (mode & FMODE_EXCL) {
1803                 bool bdev_free;
1804
1805                 /*
1806                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1807                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1808                  * synchronize disk_holder unlinking.
1809                  */
1810                 spin_lock(&bdev_lock);
1811
1812                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1813                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1814
1815                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1816                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1817                         bdev->bd_holder = NULL;
1818                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1819                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1820
1821                 spin_unlock(&bdev_lock);
1822
1823                 /*
1824                  * If this was the last claim, remove holder link and
1825                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1826                  */
1827                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1828                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1829                         bdev->bd_write_holder = false;
1830                 }
1831         }
1832
1833         /*
1834          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1835          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1836          * from userland - e.g. eject(1).
1837          */
1838         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1839
1840         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1841
1842         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1845
1846 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1847 {
1848         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1849         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1850         return 0;
1851 }
1852
1853 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1854 {
1855         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1856         fmode_t mode = file->f_mode;
1857
1858         /*
1859          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1860          * to updated it before every ioctl.
1861          */
1862         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1863                 mode |= FMODE_NDELAY;
1864         else
1865                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1866
1867         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1872  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1873  *
1874  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1875  * use.
1876  */
1877 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1878 {
1879         struct file *file = iocb->ki_filp;
1880         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1881         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1882         struct blk_plug plug;
1883         ssize_t ret;
1884
1885         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1886                 return -EPERM;
1887
1888         if (!iov_iter_count(from))
1889                 return 0;
1890
1891         if (iocb->ki_pos >= size)
1892                 return -ENOSPC;
1893
1894         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1895
1896         blk_start_plug(&plug);
1897         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1898         if (ret > 0)
1899                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1900         blk_finish_plug(&plug);
1901         return ret;
1902 }
1903 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1904
1905 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1906 {
1907         struct file *file = iocb->ki_filp;
1908         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1909         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1910         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1911
1912         if (pos >= size)
1913                 return 0;
1914
1915         size -= pos;
1916         iov_iter_truncate(to, size);
1917         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1918 }
1919 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1920
1921 /*
1922  * Try to release a page associated with block device when the system
1923  * is under memory pressure.
1924  */
1925 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1926 {
1927         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1928
1929         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1930                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1931
1932         return try_to_free_buffers(page);
1933 }
1934
1935 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1936                              struct writeback_control *wbc)
1937 {
1938         if (dax_mapping(mapping)) {
1939                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1940
1941                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1942         }
1943         return generic_writepages(mapping, wbc);
1944 }
1945
1946 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1947         .readpage       = blkdev_readpage,
1948         .readpages      = blkdev_readpages,
1949         .writepage      = blkdev_writepage,
1950         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1951         .write_end      = blkdev_write_end,
1952         .writepages     = blkdev_writepages,
1953         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1954         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1955         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1956 };
1957
1958 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1959                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1960                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1961
1962 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1963                              loff_t len)
1964 {
1965         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1966         struct address_space *mapping;
1967         loff_t end = start + len - 1;
1968         loff_t isize;
1969         int error;
1970
1971         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1972         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1973                 return -EOPNOTSUPP;
1974
1975         /* Don't go off the end of the device. */
1976         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1977         if (start >= isize)
1978                 return -EINVAL;
1979         if (end >= isize) {
1980                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1981                         len = isize - start;
1982                         end = start + len - 1;
1983                 } else
1984                         return -EINVAL;
1985         }
1986
1987         /*
1988          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1989          */
1990         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1991                 return -EINVAL;
1992
1993         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1994         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1995         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
1996
1997         switch (mode) {
1998         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1999         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2000                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2001                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2002                 break;
2003         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2004                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2005                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2006                 break;
2007         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2008                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2009                                              GFP_KERNEL, 0);
2010                 break;
2011         default:
2012                 return -EOPNOTSUPP;
2013         }
2014         if (error)
2015                 return error;
2016
2017         /*
2018          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2019          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2020          * inclusive, so the rounding here is safe.
2021          */
2022         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2023                                              start >> PAGE_SHIFT,
2024                                              end >> PAGE_SHIFT);
2025 }
2026
2027 const struct file_operations def_blk_fops = {
2028         .open           = blkdev_open,
2029         .release        = blkdev_close,
2030         .llseek         = block_llseek,
2031         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2032         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2033         .mmap           = generic_file_mmap,
2034         .fsync          = blkdev_fsync,
2035         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2036 #ifdef CONFIG_COMPAT
2037         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2038 #endif
2039         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2040         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2041         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2042 };
2043
2044 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2045 {
2046         int res;
2047         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2048         set_fs(KERNEL_DS);
2049         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2050         set_fs(old_fs);
2051         return res;
2052 }
2053
2054 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2055
2056 /**
2057  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2058  * @pathname:   special file representing the block device
2059  *
2060  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2061  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2062  * otherwise.
2063  */
2064 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2065 {
2066         struct block_device *bdev;
2067         struct inode *inode;
2068         struct path path;
2069         int error;
2070
2071         if (!pathname || !*pathname)
2072                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2073
2074         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2075         if (error)
2076                 return ERR_PTR(error);
2077
2078         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2079         error = -ENOTBLK;
2080         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2081                 goto fail;
2082         error = -EACCES;
2083         if (!may_open_dev(&path))
2084                 goto fail;
2085         error = -ENOMEM;
2086         bdev = bd_acquire(inode);
2087         if (!bdev)
2088                 goto fail;
2089 out:
2090         path_put(&path);
2091         return bdev;
2092 fail:
2093         bdev = ERR_PTR(error);
2094         goto out;
2095 }
2096 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2097
2098 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2099 {
2100         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2101         int res = 0;
2102
2103         if (sb) {
2104                 /*
2105                  * no need to lock the super, get_super holds the
2106                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2107                  * under us (->put_super runs with the write lock
2108                  * hold).
2109                  */
2110                 shrink_dcache_sb(sb);
2111                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2112                 drop_super(sb);
2113         }
2114         invalidate_bdev(bdev);
2115         return res;
2116 }
2117 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2118
2119 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2120 {
2121         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2122
2123         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2124         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2125                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2126                 struct block_device *bdev;
2127
2128                 spin_lock(&inode->i_lock);
2129                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2130                     mapping->nrpages == 0) {
2131                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2132                         continue;
2133                 }
2134                 __iget(inode);
2135                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2136                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2137                 /*
2138                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2139                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2140                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2141                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2142                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2143                  * later.
2144                  */
2145                 iput(old_inode);
2146                 old_inode = inode;
2147                 bdev = I_BDEV(inode);
2148
2149                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2150                 if (bdev->bd_openers)
2151                         func(bdev, arg);
2152                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2153
2154                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2155         }
2156         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2157         iput(old_inode);
2158 }