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/task_io_accounting_ops.h>
  34 #include <linux/falloc.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include "internal.h"
  37
  38 struct bdev_inode {
  39         struct block_device bdev;
  40         struct inode vfs_inode;
  41 };
  42
  43 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  44
  45 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  46 {
  47         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  48 }
  49
  50 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  51 {
  52         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  53 }
  54 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  55
  56 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  57 {
  58         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  59         int ret;
  60
  61         spin_lock(&inode->i_lock);
  62         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  63                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  64                 ret = write_inode_now(inode, true);
  65                 if (ret) {
  66                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  67                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  68                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  69                                             bdevname(bdev, name), ret);
  70                 }
  71                 spin_lock(&inode->i_lock);
  72         }
  73         spin_unlock(&inode->i_lock);
  74 }
  75
  76 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  77 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  78 {
  79         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  80
  81         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  82                 return;
  83
  84         invalidate_bh_lrus();
  85         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  86 }
  87 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  88
  89 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  90 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages) {
  95                 invalidate_bh_lrus();
  96                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  97                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  98         }
  99         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 100          * But, for the strange corners, lets be cautious
 101          */
 102         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 103 }
 104 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 105
 106 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 107 {
 108         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 109         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 110
 111         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 112                 if (size & bsize)
 113                         break;
 114                 bsize <<= 1;
 115         }
 116         bdev->bd_block_size = bsize;
 117         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 118 }
 119
 120 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 121 {
 122         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 123         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 124                 return -EINVAL;
 125
 126         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 127         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 128                 return -EINVAL;
 129
 130         /* Don't change the size if it is same as current */
 131         if (bdev->bd_block_size != size) {
 132                 sync_blockdev(bdev);
 133                 bdev->bd_block_size = size;
 134                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 135                 kill_bdev(bdev);
 136         }
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 141
 142 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 143 {
 144         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 145                 return 0;
 146         /* If we get here, we know size is power of two
 147          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 148         sb->s_blocksize = size;
 149         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 150         return sb->s_blocksize;
 151 }
 152
 153 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 154
 155 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 156 {
 157         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 158         if (size < minsize)
 159                 size = minsize;
 160         return sb_set_blocksize(sb, size);
 161 }
 162
 163 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 164
 165 static int
 166 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 167                 struct buffer_head *bh, int create)
 168 {
 169         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 170         bh->b_blocknr = iblock;
 171         set_buffer_mapped(bh);
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 176 {
 177         return file->f_mapping->host;
 178 }
 179
 180 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 181 {
 182         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 183
 184         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 185         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 186                 op |= REQ_FUA;
 187         return op;
 188 }
 189
 190 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 191
 192 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 193 {
 194         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 195
 196         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 197         blk_wake_io_task(waiter);
 198 }
 199
 200 static ssize_t
 201 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 202                 int nr_pages)
 203 {
 204         struct file *file = iocb->ki_filp;
 205         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 206         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 207         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 208         bool should_dirty = false;
 209         struct bio bio;
 210         ssize_t ret;
 211         blk_qc_t qc;
 212         struct bvec_iter_all iter_all;
 213
 214         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 215             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 216                 return -EINVAL;
 217
 218         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 219                 vecs = inline_vecs;
 220         else {
 221                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 222                                      GFP_KERNEL);
 223                 if (!vecs)
 224                         return -ENOMEM;
 225         }
 226
 227         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 228         bio_set_dev(&bio, bdev);
 229         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 230         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 231         bio.bi_private = current;
 232         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 233         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 234
 235         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 236         if (unlikely(ret))
 237                 goto out;
 238         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 239
 240         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 241                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 242                 if (iter_is_iovec(iter))
 243                         should_dirty = true;
 244         } else {
 245                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 246                 task_io_account_write(ret);
 247         }
 248         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 249                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 250
 251         qc = submit_bio(&bio);
 252         for (;;) {
 253                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 254                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 255                         break;
 256                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 257                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 258                         io_schedule();
 259         }
 260         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 261
 262         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, iter_all) {
 263                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 264                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 265                 if (!bio_flagged(&bio, BIO_NO_PAGE_REF))
 266                         put_page(bvec->bv_page);
 267         }
 268
 269         if (unlikely(bio.bi_status))
 270                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 271
 272 out:
 273         if (vecs != inline_vecs)
 274                 kfree(vecs);
 275
 276         bio_uninit(&bio);
 277
 278         return ret;
 279 }
 280
 281 struct blkdev_dio {
 282         union {
 283                 struct kiocb            *iocb;
 284                 struct task_struct      *waiter;
 285         };
 286         size_t                  size;
 287         atomic_t                ref;
 288         bool                    multi_bio : 1;
 289         bool                    should_dirty : 1;
 290         bool                    is_sync : 1;
 291         struct bio              bio;
 292 };
 293
 294 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 295
 296 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 297 {
 298         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 299         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 300
 301         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 302 }
 303
 304 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 305 {
 306         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 307         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 308
 309         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 310                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 311
 312         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 313                 if (!dio->is_sync) {
 314                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 315                         ssize_t ret;
 316
 317                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 318                                 ret = dio->size;
 319                                 iocb->ki_pos += ret;
 320                         } else {
 321                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 322                         }
 323
 324                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 325                         if (dio->multi_bio)
 326                                 bio_put(&dio->bio);
 327                 } else {
 328                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 329
 330                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 331                         blk_wake_io_task(waiter);
 332                 }
 333         }
 334
 335         if (should_dirty) {
 336                 bio_check_pages_dirty(bio);
 337         } else {
 338                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF)) {
 339                         struct bvec_iter_all iter_all;
 340                         struct bio_vec *bvec;
 341
 342                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
 343                                 put_page(bvec->bv_page);
 344                 }
 345                 bio_put(bio);
 346         }
 347 }
 348
 349 static ssize_t
 350 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 351 {
 352         struct file *file = iocb->ki_filp;
 353         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 354         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 355         struct blk_plug plug;
 356         struct blkdev_dio *dio;
 357         struct bio *bio;
 358         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 359         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 360         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 361         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 362         int ret = 0;
 363
 364         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 365             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 366                 return -EINVAL;
 367
 368         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 369
 370         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 371         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 372         if (dio->is_sync) {
 373                 dio->waiter = current;
 374                 bio_get(bio);
 375         } else {
 376                 dio->iocb = iocb;
 377         }
 378
 379         dio->size = 0;
 380         dio->multi_bio = false;
 381         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 382
 383         /*
 384          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 385          * to issue
 386          */
 387         if (!is_poll)
 388                 blk_start_plug(&plug);
 389
 390         for (;;) {
 391                 bio_set_dev(bio, bdev);
 392                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 393                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 394                 bio->bi_private = dio;
 395                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 396                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 397
 398                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 399                 if (unlikely(ret)) {
 400                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 401                         bio_endio(bio);
 402                         break;
 403                 }
 404
 405                 if (is_read) {
 406                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 407                         if (dio->should_dirty)
 408                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 409                 } else {
 410                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 411                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 412                 }
 413
 414                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 415                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 416
 417                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 418                 if (!nr_pages) {
 419                         bool polled = false;
 420
 421                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 422                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 423                                 polled = true;
 424                         }
 425
 426                         qc = submit_bio(bio);
 427
 428                         if (polled)
 429                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 430                         break;
 431                 }
 432
 433                 if (!dio->multi_bio) {
 434                         /*
 435                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 436                          * structure which is embedded into the first bio
 437                          * stays around.
 438                          */
 439                         if (!is_sync)
 440                                 bio_get(bio);
 441                         dio->multi_bio = true;
 442                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 443                 } else {
 444                         atomic_inc(&dio->ref);
 445                 }
 446
 447                 submit_bio(bio);
 448                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 449         }
 450
 451         if (!is_poll)
 452                 blk_finish_plug(&plug);
 453
 454         if (!is_sync)
 455                 return -EIOCBQUEUED;
 456
 457         for (;;) {
 458                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 459                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 460                         break;
 461
 462                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 463                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 464                         io_schedule();
 465         }
 466         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 467
 468         if (!ret)
 469                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 470         if (likely(!ret))
 471                 ret = dio->size;
 472
 473         bio_put(&dio->bio);
 474         return ret;
 475 }
 476
 477 static ssize_t
 478 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 479 {
 480         int nr_pages;
 481
 482         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 483         if (!nr_pages)
 484                 return 0;
 485         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 486                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 487
 488         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 489 }
 490
 491 static __init int blkdev_init(void)
 492 {
 493         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 494 }
 495 module_init(blkdev_init);
 496
 497 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 498 {
 499         if (!bdev)
 500                 return 0;
 501         if (!wait)
 502                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 503         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 508  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 509  */
 510 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 511 {
 512         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 515
 516 /*
 517  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 518  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 519  * device.  Takes the superblock lock.
 520  */
 521 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 522 {
 523         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 524         if (sb) {
 525                 int res = sync_filesystem(sb);
 526                 drop_super(sb);
 527                 return res;
 528         }
 529         return sync_blockdev(bdev);
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 532
 533 /**
 534  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 535  * @bdev:       blockdevice to lock
 536  *
 537  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 538  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 539  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 540  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 541  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 542  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 543  * actually.
 544  */
 545 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 546 {
 547         struct super_block *sb;
 548         int error = 0;
 549
 550         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 551         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 552                 /*
 553                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 554                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 555                  * thaw_bdev drops it.
 556                  */
 557                 sb = get_super(bdev);
 558                 if (sb)
 559                         drop_super(sb);
 560                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 561                 return sb;
 562         }
 563
 564         sb = get_active_super(bdev);
 565         if (!sb)
 566                 goto out;
 567         if (sb->s_op->freeze_super)
 568                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 569         else
 570                 error = freeze_super(sb);
 571         if (error) {
 572                 deactivate_super(sb);
 573                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 574                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 575                 return ERR_PTR(error);
 576         }
 577         deactivate_super(sb);
 578  out:
 579         sync_blockdev(bdev);
 580         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 581         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 582 }
 583 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 584
 585 /**
 586  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 587  * @bdev:       blockdevice to unlock
 588  * @sb:         associated superblock
 589  *
 590  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 591  */
 592 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 593 {
 594         int error = -EINVAL;
 595
 596         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 597         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 598                 goto out;
 599
 600         error = 0;
 601         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 602                 goto out;
 603
 604         if (!sb)
 605                 goto out;
 606
 607         if (sb->s_op->thaw_super)
 608                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 609         else
 610                 error = thaw_super(sb);
 611         if (error)
 612                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 613 out:
 614         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 615         return error;
 616 }
 617 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 618
 619 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 620 {
 621         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 622 }
 623
 624 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 625 {
 626         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 627 }
 628
 629 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 630                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 631 {
 632         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 633 }
 634
 635 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 636                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 637                         struct page **pagep, void **fsdata)
 638 {
 639         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 640                                  blkdev_get_block);
 641 }
 642
 643 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 644                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 645                         struct page *page, void *fsdata)
 646 {
 647         int ret;
 648         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 649
 650         unlock_page(page);
 651         put_page(page);
 652
 653         return ret;
 654 }
 655
 656 /*
 657  * private llseek:
 658  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 659  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 660  */
 661 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 662 {
 663         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 664         loff_t retval;
 665
 666         inode_lock(bd_inode);
 667         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 668         inode_unlock(bd_inode);
 669         return retval;
 670 }
 671
 672 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 673 {
 674         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 675         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 676         int error;
 677
 678         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 679         if (error)
 680                 return error;
 681
 682         /*
 683          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 684          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 685          * O_SYNC writers to a block device.
 686          */
 687         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 688         if (error == -EOPNOTSUPP)
 689                 error = 0;
 690
 691         return error;
 692 }
 693 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 694
 695 /**
 696  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 697  * @bdev: The device to read the page from
 698  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 699  * @page: The page to read
 700  *
 701  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 702  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 703  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 704  *
 705  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 706  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 707  * than propagate an error back up the stack.
 708  *
 709  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 710  */
 711 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 712                         struct page *page)
 713 {
 714         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 715         int result = -EOPNOTSUPP;
 716
 717         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 718                 return result;
 719
 720         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 721         if (result)
 722                 return result;
 723         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 724                               REQ_OP_READ);
 725         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 726         return result;
 727 }
 728 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 729
 730 /**
 731  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 732  * @bdev: The device to write the page to
 733  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 734  * @page: The page to write
 735  * @wbc: The writeback_control for the write
 736  *
 737  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 738  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 739  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 740  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 741  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 742  *
 743  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 744  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 745  * than propagate an error back up the stack.
 746  *
 747  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 748  */
 749 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 750                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 751 {
 752         int result;
 753         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 754
 755         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 756                 return -EOPNOTSUPP;
 757         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 758         if (result)
 759                 return result;
 760
 761         set_page_writeback(page);
 762         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 763                               REQ_OP_WRITE);
 764         if (result) {
 765                 end_page_writeback(page);
 766         } else {
 767                 clean_page_buffers(page);
 768                 unlock_page(page);
 769         }
 770         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 771         return result;
 772 }
 773 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 774
 775 /*
 776  * pseudo-fs
 777  */
 778
 779 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 780 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 781
 782 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 783 {
 784         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 785         if (!ei)
 786                 return NULL;
 787         return &ei->vfs_inode;
 788 }
 789
 790 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 791 {
 792         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 793 }
 794
 795 static void init_once(void *foo)
 796 {
 797         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 798         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 799
 800         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 801         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 802         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 803 #ifdef CONFIG_SYSFS
 804         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 805 #endif
 806         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 807         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 808         /* Initialize mutex for freeze. */
 809         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 810 }
 811
 812 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 813 {
 814         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 815         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 816         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 817         clear_inode(inode);
 818         spin_lock(&bdev_lock);
 819         list_del_init(&bdev->bd_list);
 820         spin_unlock(&bdev_lock);
 821         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 822         inode_detach_wb(inode);
 823         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 824                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 825                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 826         }
 827 }
 828
 829 static const struct super_operations bdev_sops = {
 830         .statfs = simple_statfs,
 831         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 832         .free_inode = bdev_free_inode,
 833         .drop_inode = generic_delete_inode,
 834         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 835 };
 836
 837 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 838         int flags, const char *dev_name, void *data)
 839 {
 840         struct dentry *dent;
 841         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 842         if (!IS_ERR(dent))
 843                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 844         return dent;
 845 }
 846
 847 static struct file_system_type bd_type = {
 848         .name           = "bdev",
 849         .mount          = bd_mount,
 850         .kill_sb        = kill_anon_super,
 851 };
 852
 853 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 854 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 855
 856 void __init bdev_cache_init(void)
 857 {
 858         int err;
 859         static struct vfsmount *bd_mnt;
 860
 861         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 862                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 863                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 864                         init_once);
 865         err = register_filesystem(&bd_type);
 866         if (err)
 867                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 868         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 869         if (IS_ERR(bd_mnt))
 870                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 871         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 876  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 877  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 878  */
 879 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 880 {
 881         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 882 }
 883
 884 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 885 {
 886         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 887 }
 888
 889 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 890 {
 891         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 892         return 0;
 893 }
 894
 895 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 896
 897 /*
 898  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 899  * as soon as last inode reference is dropped.
 900  */
 901 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 902 {
 903         struct inode *inode;
 904
 905         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 906         if (inode) {
 907                 remove_inode_hash(inode);
 908                 iput(inode);
 909         }
 910 }
 911
 912 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 913 {
 914         struct block_device *bdev;
 915         struct inode *inode;
 916
 917         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 918                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 919
 920         if (!inode)
 921                 return NULL;
 922
 923         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 924
 925         if (inode->i_state & I_NEW) {
 926                 bdev->bd_contains = NULL;
 927                 bdev->bd_super = NULL;
 928                 bdev->bd_inode = inode;
 929                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 930                 bdev->bd_part_count = 0;
 931                 bdev->bd_invalidated = 0;
 932                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 933                 inode->i_rdev = dev;
 934                 inode->i_bdev = bdev;
 935                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 936                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 937                 spin_lock(&bdev_lock);
 938                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 939                 spin_unlock(&bdev_lock);
 940                 unlock_new_inode(inode);
 941         }
 942         return bdev;
 943 }
 944
 945 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 946
 947 /**
 948  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 949  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 950  */
 951 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 952 {
 953         ihold(bdev->bd_inode);
 954         return bdev;
 955 }
 956 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 957
 958 long nr_blockdev_pages(void)
 959 {
 960         struct block_device *bdev;
 961         long ret = 0;
 962         spin_lock(&bdev_lock);
 963         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 964                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 965         }
 966         spin_unlock(&bdev_lock);
 967         return ret;
 968 }
 969
 970 void bdput(struct block_device *bdev)
 971 {
 972         iput(bdev->bd_inode);
 973 }
 974
 975 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 976
 977 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 978 {
 979         struct block_device *bdev;
 980
 981         spin_lock(&bdev_lock);
 982         bdev = inode->i_bdev;
 983         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 984                 bdgrab(bdev);
 985                 spin_unlock(&bdev_lock);
 986                 return bdev;
 987         }
 988         spin_unlock(&bdev_lock);
 989
 990         /*
 991          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 992          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 993          * up block device inode again just in case new device got
 994          * reestablished under the same device number.
 995          */
 996         if (bdev)
 997                 bd_forget(inode);
 998
 999         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1000         if (bdev) {
1001                 spin_lock(&bdev_lock);
1002                 if (!inode->i_bdev) {
1003                         /*
1004                          * We take an additional reference to bd_inode,
1005                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1006                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1007                          * without igrab().
1008                          */
1009                         bdgrab(bdev);
1010                         inode->i_bdev = bdev;
1011                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1012                 }
1013                 spin_unlock(&bdev_lock);
1014         }
1015         return bdev;
1016 }
1017
1018 /* Call when you free inode */
1019
1020 void bd_forget(struct inode *inode)
1021 {
1022         struct block_device *bdev = NULL;
1023
1024         spin_lock(&bdev_lock);
1025         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1026                 bdev = inode->i_bdev;
1027         inode->i_bdev = NULL;
1028         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1029         spin_unlock(&bdev_lock);
1030
1031         if (bdev)
1032                 bdput(bdev);
1033 }
1034
1035 /**
1036  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1037  * @bdev: block device of interest
1038  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1039  * @holder: holder trying to claim @bdev
1040  *
1041  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1042  *
1043  * CONTEXT:
1044  * spin_lock(&bdev_lock).
1045  *
1046  * RETURNS:
1047  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1048  */
1049 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1050                          void *holder)
1051 {
1052         if (bdev->bd_holder == holder)
1053                 return true;     /* already a holder */
1054         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1055                 return false;    /* held by someone else */
1056         else if (whole == bdev)
1057                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1058
1059         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1060                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1061         else if (whole->bd_holder != NULL)
1062                 return false;    /* is a partition of a held device */
1063         else
1064                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1065 }
1066
1067 /**
1068  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1069  * @bdev: block device of interest
1070  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1071  * @holder: holder trying to claim @bdev
1072  *
1073  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1074  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1075  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1076  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1077  *
1078  * CONTEXT:
1079  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1080  * it multiple times.
1081  *
1082  * RETURNS:
1083  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1084  */
1085 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1086                                struct block_device *whole, void *holder)
1087 {
1088 retry:
1089         /* if someone else claimed, fail */
1090         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1091                 return -EBUSY;
1092
1093         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1094         if (whole->bd_claiming) {
1095                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1096                 DEFINE_WAIT(wait);
1097
1098                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1099                 spin_unlock(&bdev_lock);
1100                 schedule();
1101                 finish_wait(wq, &wait);
1102                 spin_lock(&bdev_lock);
1103                 goto retry;
1104         }
1105
1106         /* yay, all mine */
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1111 {
1112         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1113
1114         if (!disk)
1115                 return NULL;
1116         /*
1117          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1118          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1119          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1120          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1121          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1122          * which is bad.
1123          */
1124         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1125                 put_disk_and_module(disk);
1126                 return NULL;
1127         }
1128         return disk;
1129 }
1130
1131 /**
1132  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1133  * @bdev: block device of interest
1134  * @holder: holder trying to claim @bdev
1135  *
1136  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1137  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1138  * successful call to this function must be matched with a call to
1139  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1140  * fail).
1141  *
1142  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1143  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1144  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1145  * access but may subsequently fail.
1146  *
1147  * CONTEXT:
1148  * Might sleep.
1149  *
1150  * RETURNS:
1151  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1152  * value on failure.
1153  */
1154 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1155                                               void *holder)
1156 {
1157         struct gendisk *disk;
1158         struct block_device *whole;
1159         int partno, err;
1160
1161         might_sleep();
1162
1163         /*
1164          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1165          * and grab the outer block device the hard way.
1166          */
1167         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1168         if (!disk)
1169                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1170
1171         /*
1172          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1173          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1174          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1175          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1176          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1177          * way.
1178          */
1179         if (partno)
1180                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1181         else
1182                 whole = bdgrab(bdev);
1183
1184         put_disk_and_module(disk);
1185         if (!whole)
1186                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1187
1188         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1189         spin_lock(&bdev_lock);
1190
1191         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1192         if (err == 0) {
1193                 whole->bd_claiming = holder;
1194                 spin_unlock(&bdev_lock);
1195                 return whole;
1196         } else {
1197                 spin_unlock(&bdev_lock);
1198                 bdput(whole);
1199                 return ERR_PTR(err);
1200         }
1201 }
1202
1203 #ifdef CONFIG_SYSFS
1204 struct bd_holder_disk {
1205         struct list_head        list;
1206         struct gendisk          *disk;
1207         int                     refcnt;
1208 };
1209
1210 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1211                                                   struct gendisk *disk)
1212 {
1213         struct bd_holder_disk *holder;
1214
1215         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1216                 if (holder->disk == disk)
1217                         return holder;
1218         return NULL;
1219 }
1220
1221 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1222 {
1223         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1224 }
1225
1226 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1227 {
1228         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1229 }
1230
1231 /**
1232  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1233  * @bdev: the claimed slave bdev
1234  * @disk: the holding disk
1235  *
1236  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1237  *
1238  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1239  *
1240  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1241  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1242  *
1243  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1244  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1245  *
1246  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1247  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1248  *
1249  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1250  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1251  * lifetime of these symlinks.
1252  *
1253  * CONTEXT:
1254  * Might sleep.
1255  *
1256  * RETURNS:
1257  * 0 on success, -errno on failure.
1258  */
1259 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1260 {
1261         struct bd_holder_disk *holder;
1262         int ret = 0;
1263
1264         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1265
1266         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1267
1268         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1269         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1270                 goto out_unlock;
1271
1272         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1273         if (holder) {
1274                 holder->refcnt++;
1275                 goto out_unlock;
1276         }
1277
1278         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1279         if (!holder) {
1280                 ret = -ENOMEM;
1281                 goto out_unlock;
1282         }
1283
1284         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1285         holder->disk = disk;
1286         holder->refcnt = 1;
1287
1288         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1289         if (ret)
1290                 goto out_free;
1291
1292         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1293         if (ret)
1294                 goto out_del;
1295         /*
1296          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1297          * the holder directory.  Hold on to it.
1298          */
1299         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1300
1301         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1302         goto out_unlock;
1303
1304 out_del:
1305         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1306 out_free:
1307         kfree(holder);
1308 out_unlock:
1309         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1310         return ret;
1311 }
1312 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1313
1314 /**
1315  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1316  * @bdev: the calimed slave bdev
1317  * @disk: the holding disk
1318  *
1319  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1320  *
1321  * CONTEXT:
1322  * Might sleep.
1323  */
1324 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1325 {
1326         struct bd_holder_disk *holder;
1327
1328         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1329
1330         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1331
1332         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1333                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1334                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1335                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1336                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1337                 list_del_init(&holder->list);
1338                 kfree(holder);
1339         }
1340
1341         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1342 }
1343 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1344 #endif
1345
1346 /**
1347  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1348  *
1349  * @bdev:      struct block device to be flushed
1350  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1351  *
1352  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1353  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1354  * resize.
1355  */
1356 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1357 {
1358         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1359                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1360                        "resized disk %s\n",
1361                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1362         }
1363
1364         if (!bdev->bd_disk)
1365                 return;
1366         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1367                 bdev->bd_invalidated = 1;
1368 }
1369
1370 /**
1371  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1372  * @disk: struct gendisk to check
1373  * @bdev: struct bdev to adjust.
1374  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1375  *
1376  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1377  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1378  * are freed.
1379  */
1380 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1381                 bool verbose)
1382 {
1383         loff_t disk_size, bdev_size;
1384
1385         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1386         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1387         if (disk_size != bdev_size) {
1388                 if (verbose) {
1389                         printk(KERN_INFO
1390                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1391                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1392                 }
1393                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1394                 if (bdev_size > disk_size)
1395                         flush_disk(bdev, false);
1396         }
1397 }
1398
1399 /**
1400  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1401  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1402  *
1403  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1404  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1405  * for all revalidate_disk operations.
1406  */
1407 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1408 {
1409         struct block_device *bdev;
1410         int ret = 0;
1411
1412         if (disk->fops->revalidate_disk)
1413                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1414         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1415         if (!bdev)
1416                 return ret;
1417
1418         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1419         check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1420         bdev->bd_invalidated = 0;
1421         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1422         bdput(bdev);
1423         return ret;
1424 }
1425 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1426
1427 /*
1428  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1429  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1430  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1431  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1432  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1433  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1434  * to lose :-)
1435  */
1436 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1437 {
1438         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1439         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1440         unsigned int events;
1441
1442         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1443                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1444         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1445                 return 0;
1446
1447         flush_disk(bdev, true);
1448         if (bdops->revalidate_disk)
1449                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1450         return 1;
1451 }
1452
1453 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1454
1455 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1456 {
1457         inode_lock(bdev->bd_inode);
1458         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1459         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1460 }
1461 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1462
1463 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1464
1465 /*
1466  * bd_mutex locking:
1467  *
1468  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1469  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1470  */
1471
1472 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1473 {
1474         struct gendisk *disk;
1475         int ret;
1476         int partno;
1477         int perm = 0;
1478         bool first_open = false;
1479
1480         if (mode & FMODE_READ)
1481                 perm |= MAY_READ;
1482         if (mode & FMODE_WRITE)
1483                 perm |= MAY_WRITE;
1484         /*
1485          * hooks: /n/, see "layering violations".
1486          */
1487         if (!for_part) {
1488                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1489                 if (ret != 0) {
1490                         bdput(bdev);
1491                         return ret;
1492                 }
1493         }
1494
1495  restart:
1496
1497         ret = -ENXIO;
1498         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1499         if (!disk)
1500                 goto out;
1501
1502         disk_block_events(disk);
1503         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1504         if (!bdev->bd_openers) {
1505                 first_open = true;
1506                 bdev->bd_disk = disk;
1507                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1508                 bdev->bd_contains = bdev;
1509                 bdev->bd_partno = partno;
1510
1511                 if (!partno) {
1512                         ret = -ENXIO;
1513                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1514                         if (!bdev->bd_part)
1515                                 goto out_clear;
1516
1517                         ret = 0;
1518                         if (disk->fops->open) {
1519                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1520                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1521                                         /* Lost a race with 'disk' being
1522                                          * deleted, try again.
1523                                          * See md.c
1524                                          */
1525                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1526                                         bdev->bd_part = NULL;
1527                                         bdev->bd_disk = NULL;
1528                                         bdev->bd_queue = NULL;
1529                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1530                                         disk_unblock_events(disk);
1531                                         put_disk_and_module(disk);
1532                                         goto restart;
1533                                 }
1534                         }
1535
1536                         if (!ret) {
1537                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1538                                 set_init_blocksize(bdev);
1539                         }
1540
1541                         /*
1542                          * If the device is invalidated, rescan partition
1543                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1544                          * The latter is necessary to prevent ghost
1545                          * partitions on a removed medium.
1546                          */
1547                         if (bdev->bd_invalidated) {
1548                                 if (!ret)
1549                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1550                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1551                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1552                         }
1553
1554                         if (ret)
1555                                 goto out_clear;
1556                 } else {
1557                         struct block_device *whole;
1558                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1559                         ret = -ENOMEM;
1560                         if (!whole)
1561                                 goto out_clear;
1562                         BUG_ON(for_part);
1563                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1564                         if (ret)
1565                                 goto out_clear;
1566                         bdev->bd_contains = whole;
1567                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1568                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1569                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1570                                 ret = -ENXIO;
1571                                 goto out_clear;
1572                         }
1573                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1574                         set_init_blocksize(bdev);
1575                 }
1576
1577                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1578                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1579         } else {
1580                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1581                         ret = 0;
1582                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1583                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1584                         /* the same as first opener case, read comment there */
1585                         if (bdev->bd_invalidated) {
1586                                 if (!ret)
1587                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1588                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1589                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1590                         }
1591                         if (ret)
1592                                 goto out_unlock_bdev;
1593                 }
1594         }
1595         bdev->bd_openers++;
1596         if (for_part)
1597                 bdev->bd_part_count++;
1598         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1599         disk_unblock_events(disk);
1600         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1601         if (!first_open)
1602                 put_disk_and_module(disk);
1603         return 0;
1604
1605  out_clear:
1606         disk_put_part(bdev->bd_part);
1607         bdev->bd_disk = NULL;
1608         bdev->bd_part = NULL;
1609         bdev->bd_queue = NULL;
1610         if (bdev != bdev->bd_contains)
1611                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1612         bdev->bd_contains = NULL;
1613  out_unlock_bdev:
1614         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1615         disk_unblock_events(disk);
1616         put_disk_and_module(disk);
1617  out:
1618         bdput(bdev);
1619
1620         return ret;
1621 }
1622
1623 /**
1624  * blkdev_get - open a block device
1625  * @bdev: block_device to open
1626  * @mode: FMODE_* mask
1627  * @holder: exclusive holder identifier
1628  *
1629  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1630  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1631  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1632  *
1633  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1634  * @bdev is put.
1635  *
1636  * CONTEXT:
1637  * Might sleep.
1638  *
1639  * RETURNS:
1640  * 0 on success, -errno on failure.
1641  */
1642 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1643 {
1644         struct block_device *whole = NULL;
1645         int res;
1646
1647         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1648
1649         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1650                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1651                 if (IS_ERR(whole)) {
1652                         bdput(bdev);
1653                         return PTR_ERR(whole);
1654                 }
1655         }
1656
1657         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1658
1659         if (whole) {
1660                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1661
1662                 /* finish claiming */
1663                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1664                 spin_lock(&bdev_lock);
1665
1666                 if (!res) {
1667                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1668                         /*
1669                          * Note that for a whole device bd_holders
1670                          * will be incremented twice, and bd_holder
1671                          * will be set to bd_may_claim before being
1672                          * set to holder
1673                          */
1674                         whole->bd_holders++;
1675                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1676                         bdev->bd_holders++;
1677                         bdev->bd_holder = holder;
1678                 }
1679
1680                 /* tell others that we're done */
1681                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1682                 whole->bd_claiming = NULL;
1683                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1684
1685                 spin_unlock(&bdev_lock);
1686
1687                 /*
1688                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1689                  * write holder makes the write_holder state stick until
1690                  * all are released.  This is good enough and tracking
1691                  * individual writeable reference is too fragile given the
1692                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1693                  */
1694                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1695                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1696                         bdev->bd_write_holder = true;
1697                         disk_block_events(disk);
1698                 }
1699
1700                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1701                 bdput(whole);
1702         }
1703
1704         return res;
1705 }
1706 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1707
1708 /**
1709  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1710  * @path: path to the block device to open
1711  * @mode: FMODE_* mask
1712  * @holder: exclusive holder identifier
1713  *
1714  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1715  * and @holder are identical to blkdev_get().
1716  *
1717  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1718  *
1719  * CONTEXT:
1720  * Might sleep.
1721  *
1722  * RETURNS:
1723  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1724  */
1725 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1726                                         void *holder)
1727 {
1728         struct block_device *bdev;
1729         int err;
1730
1731         bdev = lookup_bdev(path);
1732         if (IS_ERR(bdev))
1733                 return bdev;
1734
1735         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1736         if (err)
1737                 return ERR_PTR(err);
1738
1739         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1740                 blkdev_put(bdev, mode);
1741                 return ERR_PTR(-EACCES);
1742         }
1743
1744         return bdev;
1745 }
1746 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1747
1748 /**
1749  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1750  * @dev: device number of block device to open
1751  * @mode: FMODE_* mask
1752  * @holder: exclusive holder identifier
1753  *
1754  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1755  * @holder are identical to blkdev_get().
1756  *
1757  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1758  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1759  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1760  * ever need it - reconsider your API.
1761  *
1762  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1763  *
1764  * CONTEXT:
1765  * Might sleep.
1766  *
1767  * RETURNS:
1768  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1769  */
1770 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1771 {
1772         struct block_device *bdev;
1773         int err;
1774
1775         bdev = bdget(dev);
1776         if (!bdev)
1777                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1778
1779         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1780         if (err)
1781                 return ERR_PTR(err);
1782
1783         return bdev;
1784 }
1785 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1786
1787 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1788 {
1789         struct block_device *bdev;
1790
1791         /*
1792          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1793          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1794          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1795          * during an unstable branch.
1796          */
1797         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1798
1799         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1800
1801         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1802                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1803         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1804                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1805         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1806                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1807
1808         bdev = bd_acquire(inode);
1809         if (bdev == NULL)
1810                 return -ENOMEM;
1811
1812         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1813         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1814
1815         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1816 }
1817
1818 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1819 {
1820         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1821         struct block_device *victim = NULL;
1822
1823         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1824         if (for_part)
1825                 bdev->bd_part_count--;
1826
1827         if (!--bdev->bd_openers) {
1828                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1829                 sync_blockdev(bdev);
1830                 kill_bdev(bdev);
1831
1832                 bdev_write_inode(bdev);
1833         }
1834         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1835                 if (disk->fops->release)
1836                         disk->fops->release(disk, mode);
1837         }
1838         if (!bdev->bd_openers) {
1839                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1840                 bdev->bd_part = NULL;
1841                 bdev->bd_disk = NULL;
1842                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1843                         victim = bdev->bd_contains;
1844                 bdev->bd_contains = NULL;
1845
1846                 put_disk_and_module(disk);
1847         }
1848         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1849         bdput(bdev);
1850         if (victim)
1851                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1852 }
1853
1854 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1855 {
1856         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1857
1858         if (mode & FMODE_EXCL) {
1859                 bool bdev_free;
1860
1861                 /*
1862                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1863                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1864                  * synchronize disk_holder unlinking.
1865                  */
1866                 spin_lock(&bdev_lock);
1867
1868                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1869                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1870
1871                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1872                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1873                         bdev->bd_holder = NULL;
1874                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1875                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1876
1877                 spin_unlock(&bdev_lock);
1878
1879                 /*
1880                  * If this was the last claim, remove holder link and
1881                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1882                  */
1883                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1884                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1885                         bdev->bd_write_holder = false;
1886                 }
1887         }
1888
1889         /*
1890          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1891          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1892          * from userland - e.g. eject(1).
1893          */
1894         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1895
1896         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1897
1898         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1899 }
1900 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1901
1902 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1903 {
1904         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1905         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1906         return 0;
1907 }
1908
1909 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1910 {
1911         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1912         fmode_t mode = file->f_mode;
1913
1914         /*
1915          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1916          * to updated it before every ioctl.
1917          */
1918         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1919                 mode |= FMODE_NDELAY;
1920         else
1921                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1922
1923         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1928  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1929  *
1930  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1931  * use.
1932  */
1933 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1934 {
1935         struct file *file = iocb->ki_filp;
1936         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1937         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1938         struct blk_plug plug;
1939         ssize_t ret;
1940
1941         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1942                 return -EPERM;
1943
1944         if (!iov_iter_count(from))
1945                 return 0;
1946
1947         if (iocb->ki_pos >= size)
1948                 return -ENOSPC;
1949
1950         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1951                 return -EOPNOTSUPP;
1952
1953         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1954
1955         blk_start_plug(&plug);
1956         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1957         if (ret > 0)
1958                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1959         blk_finish_plug(&plug);
1960         return ret;
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1963
1964 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1965 {
1966         struct file *file = iocb->ki_filp;
1967         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1968         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1969         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1970
1971         if (pos >= size)
1972                 return 0;
1973
1974         size -= pos;
1975         iov_iter_truncate(to, size);
1976         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1977 }
1978 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1979
1980 /*
1981  * Try to release a page associated with block device when the system
1982  * is under memory pressure.
1983  */
1984 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1985 {
1986         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1987
1988         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1989                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1990
1991         return try_to_free_buffers(page);
1992 }
1993
1994 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1995                              struct writeback_control *wbc)
1996 {
1997         return generic_writepages(mapping, wbc);
1998 }
1999
2000 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2001         .readpage       = blkdev_readpage,
2002         .readpages      = blkdev_readpages,
2003         .writepage      = blkdev_writepage,
2004         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2005         .write_end      = blkdev_write_end,
2006         .writepages     = blkdev_writepages,
2007         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2008         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2009         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2010         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2011 };
2012
2013 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2014                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2015                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2016
2017 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2018                              loff_t len)
2019 {
2020         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2021         struct address_space *mapping;
2022         loff_t end = start + len - 1;
2023         loff_t isize;
2024         int error;
2025
2026         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2027         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2028                 return -EOPNOTSUPP;
2029
2030         /* Don't go off the end of the device. */
2031         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2032         if (start >= isize)
2033                 return -EINVAL;
2034         if (end >= isize) {
2035                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2036                         len = isize - start;
2037                         end = start + len - 1;
2038                 } else
2039                         return -EINVAL;
2040         }
2041
2042         /*
2043          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2044          */
2045         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2046                 return -EINVAL;
2047
2048         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2049         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2050         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2051
2052         switch (mode) {
2053         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2054         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2055                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2056                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2057                 break;
2058         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2059                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2060                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2061                 break;
2062         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2063                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2064                                              GFP_KERNEL, 0);
2065                 break;
2066         default:
2067                 return -EOPNOTSUPP;
2068         }
2069         if (error)
2070                 return error;
2071
2072         /*
2073          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2074          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2075          * inclusive, so the rounding here is safe.
2076          */
2077         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2078                                              start >> PAGE_SHIFT,
2079                                              end >> PAGE_SHIFT);
2080 }
2081
2082 const struct file_operations def_blk_fops = {
2083         .open           = blkdev_open,
2084         .release        = blkdev_close,
2085         .llseek         = block_llseek,
2086         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2087         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2088         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2089         .mmap           = generic_file_mmap,
2090         .fsync          = blkdev_fsync,
2091         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2092 #ifdef CONFIG_COMPAT
2093         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2094 #endif
2095         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2096         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2097         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2098 };
2099
2100 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2101 {
2102         int res;
2103         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2104         set_fs(KERNEL_DS);
2105         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2106         set_fs(old_fs);
2107         return res;
2108 }
2109
2110 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2111
2112 /**
2113  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2114  * @pathname:   special file representing the block device
2115  *
2116  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2117  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2118  * otherwise.
2119  */
2120 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2121 {
2122         struct block_device *bdev;
2123         struct inode *inode;
2124         struct path path;
2125         int error;
2126
2127         if (!pathname || !*pathname)
2128                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2129
2130         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2131         if (error)
2132                 return ERR_PTR(error);
2133
2134         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2135         error = -ENOTBLK;
2136         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2137                 goto fail;
2138         error = -EACCES;
2139         if (!may_open_dev(&path))
2140                 goto fail;
2141         error = -ENOMEM;
2142         bdev = bd_acquire(inode);
2143         if (!bdev)
2144                 goto fail;
2145 out:
2146         path_put(&path);
2147         return bdev;
2148 fail:
2149         bdev = ERR_PTR(error);
2150         goto out;
2151 }
2152 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2153
2154 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2155 {
2156         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2157         int res = 0;
2158
2159         if (sb) {
2160                 /*
2161                  * no need to lock the super, get_super holds the
2162                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2163                  * under us (->put_super runs with the write lock
2164                  * hold).
2165                  */
2166                 shrink_dcache_sb(sb);
2167                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2168                 drop_super(sb);
2169         }
2170         invalidate_bdev(bdev);
2171         return res;
2172 }
2173 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2174
2175 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2176 {
2177         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2178
2179         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2180         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2181                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2182                 struct block_device *bdev;
2183
2184                 spin_lock(&inode->i_lock);
2185                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2186                     mapping->nrpages == 0) {
2187                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2188                         continue;
2189                 }
2190                 __iget(inode);
2191                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2192                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2193                 /*
2194                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2195                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2196                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2197                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2198                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2199                  * later.
2200                  */
2201                 iput(old_inode);
2202                 old_inode = inode;
2203                 bdev = I_BDEV(inode);
2204
2205                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2206                 if (bdev->bd_openers)
2207                         func(bdev, arg);
2208                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2209
2210                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2211         }
2212         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2213         iput(old_inode);
2214 }