fs/block_dev.c

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