fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/dax.h>
  22 #include <linux/buffer_head.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/writeback.h>
  26 #include <linux/mpage.h>
  27 #include <linux/mount.h>
  28 #include <linux/uio.h>
  29 #include <linux/namei.h>
  30 #include <linux/log2.h>
  31 #include <linux/cleancache.h>
  32 #include <linux/dax.h>
  33 #include <linux/badblocks.h>
  34 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  35 #include <linux/falloc.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include "internal.h"
  38
  39 struct bdev_inode {
  40         struct block_device bdev;
  41         struct inode vfs_inode;
  42 };
  43
  44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  45
  46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  47 {
  48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  49 }
  50
  51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  52 {
  53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  56
  57 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  58 {
  59         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  60         int ret;
  61
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  64                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  65                 ret = write_inode_now(inode, true);
  66                 if (ret) {
  67                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  68                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  69                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  70                                             bdevname(bdev, name), ret);
  71                 }
  72                 spin_lock(&inode->i_lock);
  73         }
  74         spin_unlock(&inode->i_lock);
  75 }
  76
  77 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  78 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  79 {
  80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  81
  82         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  83                 return;
  84
  85         invalidate_bh_lrus();
  86         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  89
  90 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  91 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  92 {
  93         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  94
  95         if (mapping->nrpages) {
  96                 invalidate_bh_lrus();
  97                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  98                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  99         }
 100         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 101          * But, for the strange corners, lets be cautious
 102          */
 103         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 106
 107 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 108 {
 109         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 110         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 111
 112         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 113                 if (size & bsize)
 114                         break;
 115                 bsize <<= 1;
 116         }
 117         bdev->bd_block_size = bsize;
 118         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 119 }
 120
 121 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 122 {
 123         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 124         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 125                 return -EINVAL;
 126
 127         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 128         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 129                 return -EINVAL;
 130
 131         /* Don't change the size if it is same as current */
 132         if (bdev->bd_block_size != size) {
 133                 sync_blockdev(bdev);
 134                 bdev->bd_block_size = size;
 135                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 136                 kill_bdev(bdev);
 137         }
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 142
 143 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 144 {
 145         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 146                 return 0;
 147         /* If we get here, we know size is power of two
 148          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 149         sb->s_blocksize = size;
 150         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 151         return sb->s_blocksize;
 152 }
 153
 154 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 155
 156 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 157 {
 158         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 159         if (size < minsize)
 160                 size = minsize;
 161         return sb_set_blocksize(sb, size);
 162 }
 163
 164 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 165
 166 static int
 167 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 168                 struct buffer_head *bh, int create)
 169 {
 170         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 171         bh->b_blocknr = iblock;
 172         set_buffer_mapped(bh);
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 177 {
 178         return file->f_mapping->host;
 179 }
 180
 181 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 182 {
 183         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 184
 185         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 186         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 187                 op |= REQ_FUA;
 188         return op;
 189 }
 190
 191 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 192
 193 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 194 {
 195         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 196
 197         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 198         blk_wake_io_task(waiter);
 199 }
 200
 201 static ssize_t
 202 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 203                 int nr_pages)
 204 {
 205         struct file *file = iocb->ki_filp;
 206         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 207         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 208         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 209         bool should_dirty = false;
 210         struct bio bio;
 211         ssize_t ret;
 212         blk_qc_t qc;
 213         int i;
 214         struct bvec_iter_all iter_all;
 215
 216         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 217             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 218                 return -EINVAL;
 219
 220         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 221                 vecs = inline_vecs;
 222         else {
 223                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 224                                      GFP_KERNEL);
 225                 if (!vecs)
 226                         return -ENOMEM;
 227         }
 228
 229         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 230         bio_set_dev(&bio, bdev);
 231         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 232         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 233         bio.bi_private = current;
 234         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 235         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 236
 237         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 238         if (unlikely(ret))
 239                 goto out;
 240         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 241
 242         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 243                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 244                 if (iter_is_iovec(iter))
 245                         should_dirty = true;
 246         } else {
 247                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 248                 task_io_account_write(ret);
 249         }
 250         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 251                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 252
 253         qc = submit_bio(&bio);
 254         for (;;) {
 255                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 256                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 257                         break;
 258                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 259                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 260                         io_schedule();
 261         }
 262         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 263
 264         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i, iter_all) {
 265                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 266                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 267                 if (!bio_flagged(&bio, BIO_NO_PAGE_REF))
 268                         put_page(bvec->bv_page);
 269         }
 270
 271         if (unlikely(bio.bi_status))
 272                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 273
 274 out:
 275         if (vecs != inline_vecs)
 276                 kfree(vecs);
 277
 278         bio_uninit(&bio);
 279
 280         return ret;
 281 }
 282
 283 struct blkdev_dio {
 284         union {
 285                 struct kiocb            *iocb;
 286                 struct task_struct      *waiter;
 287         };
 288         size_t                  size;
 289         atomic_t                ref;
 290         bool                    multi_bio : 1;
 291         bool                    should_dirty : 1;
 292         bool                    is_sync : 1;
 293         struct bio              bio;
 294 };
 295
 296 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 297
 298 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 299 {
 300         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 301         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 302
 303         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 304 }
 305
 306 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 307 {
 308         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 309         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 310
 311         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 312                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 313
 314         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 315                 if (!dio->is_sync) {
 316                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 317                         ssize_t ret;
 318
 319                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 320                                 ret = dio->size;
 321                                 iocb->ki_pos += ret;
 322                         } else {
 323                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 324                         }
 325
 326                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 327                         if (dio->multi_bio)
 328                                 bio_put(&dio->bio);
 329                 } else {
 330                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 331
 332                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 333                         blk_wake_io_task(waiter);
 334                 }
 335         }
 336
 337         if (should_dirty) {
 338                 bio_check_pages_dirty(bio);
 339         } else {
 340                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF)) {
 341                         struct bvec_iter_all iter_all;
 342                         struct bio_vec *bvec;
 343                         int i;
 344
 345                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
 346                                 put_page(bvec->bv_page);
 347                 }
 348                 bio_put(bio);
 349         }
 350 }
 351
 352 static ssize_t
 353 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 354 {
 355         struct file *file = iocb->ki_filp;
 356         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 357         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 358         struct blk_plug plug;
 359         struct blkdev_dio *dio;
 360         struct bio *bio;
 361         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 362         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 363         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 364         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 365         int ret = 0;
 366
 367         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 368             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 369                 return -EINVAL;
 370
 371         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 372
 373         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 374         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 375         if (dio->is_sync) {
 376                 dio->waiter = current;
 377                 bio_get(bio);
 378         } else {
 379                 dio->iocb = iocb;
 380         }
 381
 382         dio->size = 0;
 383         dio->multi_bio = false;
 384         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 385
 386         /*
 387          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 388          * to issue
 389          */
 390         if (!is_poll)
 391                 blk_start_plug(&plug);
 392
 393         for (;;) {
 394                 bio_set_dev(bio, bdev);
 395                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 396                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 397                 bio->bi_private = dio;
 398                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 399                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 400
 401                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 402                 if (unlikely(ret)) {
 403                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 404                         bio_endio(bio);
 405                         break;
 406                 }
 407
 408                 if (is_read) {
 409                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 410                         if (dio->should_dirty)
 411                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 412                 } else {
 413                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 414                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 415                 }
 416
 417                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 418                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 419
 420                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 421                 if (!nr_pages) {
 422                         bool polled = false;
 423
 424                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 425                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 426                                 polled = true;
 427                         }
 428
 429                         qc = submit_bio(bio);
 430
 431                         if (polled)
 432                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 433                         break;
 434                 }
 435
 436                 if (!dio->multi_bio) {
 437                         /*
 438                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 439                          * structure which is embedded into the first bio
 440                          * stays around.
 441                          */
 442                         if (!is_sync)
 443                                 bio_get(bio);
 444                         dio->multi_bio = true;
 445                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 446                 } else {
 447                         atomic_inc(&dio->ref);
 448                 }
 449
 450                 submit_bio(bio);
 451                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 452         }
 453
 454         if (!is_poll)
 455                 blk_finish_plug(&plug);
 456
 457         if (!is_sync)
 458                 return -EIOCBQUEUED;
 459
 460         for (;;) {
 461                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 462                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 463                         break;
 464
 465                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 466                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 467                         io_schedule();
 468         }
 469         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 470
 471         if (!ret)
 472                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 473         if (likely(!ret))
 474                 ret = dio->size;
 475
 476         bio_put(&dio->bio);
 477         return ret;
 478 }
 479
 480 static ssize_t
 481 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 482 {
 483         int nr_pages;
 484
 485         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 486         if (!nr_pages)
 487                 return 0;
 488         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 489                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 490
 491         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 492 }
 493
 494 static __init int blkdev_init(void)
 495 {
 496         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 497 }
 498 module_init(blkdev_init);
 499
 500 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 501 {
 502         if (!bdev)
 503                 return 0;
 504         if (!wait)
 505                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 506         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 511  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 512  */
 513 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 514 {
 515         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 516 }
 517 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 518
 519 /*
 520  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 521  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 522  * device.  Takes the superblock lock.
 523  */
 524 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 525 {
 526         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 527         if (sb) {
 528                 int res = sync_filesystem(sb);
 529                 drop_super(sb);
 530                 return res;
 531         }
 532         return sync_blockdev(bdev);
 533 }
 534 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 535
 536 /**
 537  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 538  * @bdev:       blockdevice to lock
 539  *
 540  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 541  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 542  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 543  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 544  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 545  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 546  * actually.
 547  */
 548 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 549 {
 550         struct super_block *sb;
 551         int error = 0;
 552
 553         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 554         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 555                 /*
 556                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 557                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 558                  * thaw_bdev drops it.
 559                  */
 560                 sb = get_super(bdev);
 561                 if (sb)
 562                         drop_super(sb);
 563                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 564                 return sb;
 565         }
 566
 567         sb = get_active_super(bdev);
 568         if (!sb)
 569                 goto out;
 570         if (sb->s_op->freeze_super)
 571                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 572         else
 573                 error = freeze_super(sb);
 574         if (error) {
 575                 deactivate_super(sb);
 576                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 577                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 578                 return ERR_PTR(error);
 579         }
 580         deactivate_super(sb);
 581  out:
 582         sync_blockdev(bdev);
 583         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 584         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 587
 588 /**
 589  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 590  * @bdev:       blockdevice to unlock
 591  * @sb:         associated superblock
 592  *
 593  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 594  */
 595 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 596 {
 597         int error = -EINVAL;
 598
 599         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 600         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 601                 goto out;
 602
 603         error = 0;
 604         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 605                 goto out;
 606
 607         if (!sb)
 608                 goto out;
 609
 610         if (sb->s_op->thaw_super)
 611                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 612         else
 613                 error = thaw_super(sb);
 614         if (error)
 615                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 616 out:
 617         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 618         return error;
 619 }
 620 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 621
 622 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 623 {
 624         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 625 }
 626
 627 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 628 {
 629         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 630 }
 631
 632 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 633                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 634 {
 635         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 636 }
 637
 638 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 639                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 640                         struct page **pagep, void **fsdata)
 641 {
 642         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 643                                  blkdev_get_block);
 644 }
 645
 646 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 647                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 648                         struct page *page, void *fsdata)
 649 {
 650         int ret;
 651         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 652
 653         unlock_page(page);
 654         put_page(page);
 655
 656         return ret;
 657 }
 658
 659 /*
 660  * private llseek:
 661  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 662  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 663  */
 664 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 665 {
 666         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 667         loff_t retval;
 668
 669         inode_lock(bd_inode);
 670         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 671         inode_unlock(bd_inode);
 672         return retval;
 673 }
 674
 675 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 676 {
 677         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 678         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 679         int error;
 680
 681         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 682         if (error)
 683                 return error;
 684
 685         /*
 686          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 687          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 688          * O_SYNC writers to a block device.
 689          */
 690         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 691         if (error == -EOPNOTSUPP)
 692                 error = 0;
 693
 694         return error;
 695 }
 696 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 697
 698 /**
 699  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 700  * @bdev: The device to read the page from
 701  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 702  * @page: The page to read
 703  *
 704  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 705  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 706  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 707  *
 708  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 709  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 710  * than propagate an error back up the stack.
 711  *
 712  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 713  */
 714 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 715                         struct page *page)
 716 {
 717         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 718         int result = -EOPNOTSUPP;
 719
 720         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 721                 return result;
 722
 723         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 724         if (result)
 725                 return result;
 726         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 727                               REQ_OP_READ);
 728         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 729         return result;
 730 }
 731 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 732
 733 /**
 734  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 735  * @bdev: The device to write the page to
 736  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 737  * @page: The page to write
 738  * @wbc: The writeback_control for the write
 739  *
 740  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 741  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 742  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 743  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 744  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 745  *
 746  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 747  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 748  * than propagate an error back up the stack.
 749  *
 750  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 751  */
 752 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 753                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 754 {
 755         int result;
 756         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 757
 758         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 759                 return -EOPNOTSUPP;
 760         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 761         if (result)
 762                 return result;
 763
 764         set_page_writeback(page);
 765         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 766                               REQ_OP_WRITE);
 767         if (result) {
 768                 end_page_writeback(page);
 769         } else {
 770                 clean_page_buffers(page);
 771                 unlock_page(page);
 772         }
 773         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 774         return result;
 775 }
 776 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 777
 778 /*
 779  * pseudo-fs
 780  */
 781
 782 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 783 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 784
 785 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 786 {
 787         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 788         if (!ei)
 789                 return NULL;
 790         return &ei->vfs_inode;
 791 }
 792
 793 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 794 {
 795         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 796 }
 797
 798 static void init_once(void *foo)
 799 {
 800         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 801         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 802
 803         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 804         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 805         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 806 #ifdef CONFIG_SYSFS
 807         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 808 #endif
 809         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 810         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 811         /* Initialize mutex for freeze. */
 812         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 813 }
 814
 815 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 816 {
 817         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 818         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 819         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 820         clear_inode(inode);
 821         spin_lock(&bdev_lock);
 822         list_del_init(&bdev->bd_list);
 823         spin_unlock(&bdev_lock);
 824         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 825         inode_detach_wb(inode);
 826         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 827                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 828                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 829         }
 830 }
 831
 832 static const struct super_operations bdev_sops = {
 833         .statfs = simple_statfs,
 834         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 835         .free_inode = bdev_free_inode,
 836         .drop_inode = generic_delete_inode,
 837         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 838 };
 839
 840 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 841         int flags, const char *dev_name, void *data)
 842 {
 843         struct dentry *dent;
 844         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 845         if (!IS_ERR(dent))
 846                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 847         return dent;
 848 }
 849
 850 static struct file_system_type bd_type = {
 851         .name           = "bdev",
 852         .mount          = bd_mount,
 853         .kill_sb        = kill_anon_super,
 854 };
 855
 856 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 857 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 858
 859 void __init bdev_cache_init(void)
 860 {
 861         int err;
 862         static struct vfsmount *bd_mnt;
 863
 864         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 865                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 866                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 867                         init_once);
 868         err = register_filesystem(&bd_type);
 869         if (err)
 870                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 871         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 872         if (IS_ERR(bd_mnt))
 873                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 874         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 875 }
 876
 877 /*
 878  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 879  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 880  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 881  */
 882 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 883 {
 884         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 885 }
 886
 887 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 888 {
 889         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 890 }
 891
 892 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 893 {
 894         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 895         return 0;
 896 }
 897
 898 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 899
 900 /*
 901  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 902  * as soon as last inode reference is dropped.
 903  */
 904 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 905 {
 906         struct inode *inode;
 907
 908         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 909         if (inode) {
 910                 remove_inode_hash(inode);
 911                 iput(inode);
 912         }
 913 }
 914
 915 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 916 {
 917         struct block_device *bdev;
 918         struct inode *inode;
 919
 920         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 921                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 922
 923         if (!inode)
 924                 return NULL;
 925
 926         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 927
 928         if (inode->i_state & I_NEW) {
 929                 bdev->bd_contains = NULL;
 930                 bdev->bd_super = NULL;
 931                 bdev->bd_inode = inode;
 932                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 933                 bdev->bd_part_count = 0;
 934                 bdev->bd_invalidated = 0;
 935                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 936                 inode->i_rdev = dev;
 937                 inode->i_bdev = bdev;
 938                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 939                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 940                 spin_lock(&bdev_lock);
 941                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 942                 spin_unlock(&bdev_lock);
 943                 unlock_new_inode(inode);
 944         }
 945         return bdev;
 946 }
 947
 948 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 949
 950 /**
 951  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 952  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 953  */
 954 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 955 {
 956         ihold(bdev->bd_inode);
 957         return bdev;
 958 }
 959 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 960
 961 long nr_blockdev_pages(void)
 962 {
 963         struct block_device *bdev;
 964         long ret = 0;
 965         spin_lock(&bdev_lock);
 966         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 967                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 968         }
 969         spin_unlock(&bdev_lock);
 970         return ret;
 971 }
 972
 973 void bdput(struct block_device *bdev)
 974 {
 975         iput(bdev->bd_inode);
 976 }
 977
 978 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 979
 980 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 981 {
 982         struct block_device *bdev;
 983
 984         spin_lock(&bdev_lock);
 985         bdev = inode->i_bdev;
 986         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 987                 bdgrab(bdev);
 988                 spin_unlock(&bdev_lock);
 989                 return bdev;
 990         }
 991         spin_unlock(&bdev_lock);
 992
 993         /*
 994          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 995          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 996          * up block device inode again just in case new device got
 997          * reestablished under the same device number.
 998          */
 999         if (bdev)
1000                 bd_forget(inode);
1001
1002         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1003         if (bdev) {
1004                 spin_lock(&bdev_lock);
1005                 if (!inode->i_bdev) {
1006                         /*
1007                          * We take an additional reference to bd_inode,
1008                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1009                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1010                          * without igrab().
1011                          */
1012                         bdgrab(bdev);
1013                         inode->i_bdev = bdev;
1014                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1015                 }
1016                 spin_unlock(&bdev_lock);
1017         }
1018         return bdev;
1019 }
1020
1021 /* Call when you free inode */
1022
1023 void bd_forget(struct inode *inode)
1024 {
1025         struct block_device *bdev = NULL;
1026
1027         spin_lock(&bdev_lock);
1028         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1029                 bdev = inode->i_bdev;
1030         inode->i_bdev = NULL;
1031         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1032         spin_unlock(&bdev_lock);
1033
1034         if (bdev)
1035                 bdput(bdev);
1036 }
1037
1038 /**
1039  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1040  * @bdev: block device of interest
1041  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1042  * @holder: holder trying to claim @bdev
1043  *
1044  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1045  *
1046  * CONTEXT:
1047  * spin_lock(&bdev_lock).
1048  *
1049  * RETURNS:
1050  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1051  */
1052 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1053                          void *holder)
1054 {
1055         if (bdev->bd_holder == holder)
1056                 return true;     /* already a holder */
1057         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1058                 return false;    /* held by someone else */
1059         else if (whole == bdev)
1060                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1061
1062         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1063                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1064         else if (whole->bd_holder != NULL)
1065                 return false;    /* is a partition of a held device */
1066         else
1067                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1068 }
1069
1070 /**
1071  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1072  * @bdev: block device of interest
1073  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1074  * @holder: holder trying to claim @bdev
1075  *
1076  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1077  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1078  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1079  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1080  *
1081  * CONTEXT:
1082  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1083  * it multiple times.
1084  *
1085  * RETURNS:
1086  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1087  */
1088 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1089                                struct block_device *whole, void *holder)
1090 {
1091 retry:
1092         /* if someone else claimed, fail */
1093         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1094                 return -EBUSY;
1095
1096         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1097         if (whole->bd_claiming) {
1098                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1099                 DEFINE_WAIT(wait);
1100
1101                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1102                 spin_unlock(&bdev_lock);
1103                 schedule();
1104                 finish_wait(wq, &wait);
1105                 spin_lock(&bdev_lock);
1106                 goto retry;
1107         }
1108
1109         /* yay, all mine */
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1114 {
1115         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1116
1117         if (!disk)
1118                 return NULL;
1119         /*
1120          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1121          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1122          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1123          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1124          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1125          * which is bad.
1126          */
1127         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1128                 put_disk_and_module(disk);
1129                 return NULL;
1130         }
1131         return disk;
1132 }
1133
1134 /**
1135  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1136  * @bdev: block device of interest
1137  * @holder: holder trying to claim @bdev
1138  *
1139  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1140  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1141  * successful call to this function must be matched with a call to
1142  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1143  * fail).
1144  *
1145  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1146  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1147  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1148  * access but may subsequently fail.
1149  *
1150  * CONTEXT:
1151  * Might sleep.
1152  *
1153  * RETURNS:
1154  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1155  * value on failure.
1156  */
1157 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1158                                               void *holder)
1159 {
1160         struct gendisk *disk;
1161         struct block_device *whole;
1162         int partno, err;
1163
1164         might_sleep();
1165
1166         /*
1167          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1168          * and grab the outer block device the hard way.
1169          */
1170         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1171         if (!disk)
1172                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1173
1174         /*
1175          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1176          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1177          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1178          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1179          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1180          * way.
1181          */
1182         if (partno)
1183                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1184         else
1185                 whole = bdgrab(bdev);
1186
1187         put_disk_and_module(disk);
1188         if (!whole)
1189                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1190
1191         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1192         spin_lock(&bdev_lock);
1193
1194         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1195         if (err == 0) {
1196                 whole->bd_claiming = holder;
1197                 spin_unlock(&bdev_lock);
1198                 return whole;
1199         } else {
1200                 spin_unlock(&bdev_lock);
1201                 bdput(whole);
1202                 return ERR_PTR(err);
1203         }
1204 }
1205
1206 #ifdef CONFIG_SYSFS
1207 struct bd_holder_disk {
1208         struct list_head        list;
1209         struct gendisk          *disk;
1210         int                     refcnt;
1211 };
1212
1213 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1214                                                   struct gendisk *disk)
1215 {
1216         struct bd_holder_disk *holder;
1217
1218         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1219                 if (holder->disk == disk)
1220                         return holder;
1221         return NULL;
1222 }
1223
1224 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1225 {
1226         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1227 }
1228
1229 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1230 {
1231         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1232 }
1233
1234 /**
1235  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1236  * @bdev: the claimed slave bdev
1237  * @disk: the holding disk
1238  *
1239  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1240  *
1241  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1242  *
1243  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1244  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1245  *
1246  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1247  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1248  *
1249  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1250  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1251  *
1252  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1253  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1254  * lifetime of these symlinks.
1255  *
1256  * CONTEXT:
1257  * Might sleep.
1258  *
1259  * RETURNS:
1260  * 0 on success, -errno on failure.
1261  */
1262 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1263 {
1264         struct bd_holder_disk *holder;
1265         int ret = 0;
1266
1267         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1268
1269         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1270
1271         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1272         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1273                 goto out_unlock;
1274
1275         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1276         if (holder) {
1277                 holder->refcnt++;
1278                 goto out_unlock;
1279         }
1280
1281         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1282         if (!holder) {
1283                 ret = -ENOMEM;
1284                 goto out_unlock;
1285         }
1286
1287         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1288         holder->disk = disk;
1289         holder->refcnt = 1;
1290
1291         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1292         if (ret)
1293                 goto out_free;
1294
1295         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1296         if (ret)
1297                 goto out_del;
1298         /*
1299          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1300          * the holder directory.  Hold on to it.
1301          */
1302         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1303
1304         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1305         goto out_unlock;
1306
1307 out_del:
1308         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1309 out_free:
1310         kfree(holder);
1311 out_unlock:
1312         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1313         return ret;
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1316
1317 /**
1318  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1319  * @bdev: the calimed slave bdev
1320  * @disk: the holding disk
1321  *
1322  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1323  *
1324  * CONTEXT:
1325  * Might sleep.
1326  */
1327 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1328 {
1329         struct bd_holder_disk *holder;
1330
1331         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1332
1333         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1334
1335         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1336                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1337                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1338                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1339                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1340                 list_del_init(&holder->list);
1341                 kfree(holder);
1342         }
1343
1344         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1345 }
1346 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1347 #endif
1348
1349 /**
1350  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1351  *
1352  * @bdev:      struct block device to be flushed
1353  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1354  *
1355  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1356  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1357  * resize.
1358  */
1359 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1360 {
1361         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1362                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1363                        "resized disk %s\n",
1364                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1365         }
1366
1367         if (!bdev->bd_disk)
1368                 return;
1369         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1370                 bdev->bd_invalidated = 1;
1371 }
1372
1373 /**
1374  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1375  * @disk: struct gendisk to check
1376  * @bdev: struct bdev to adjust.
1377  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1378  *
1379  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1380  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1381  * are freed.
1382  */
1383 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1384                 bool verbose)
1385 {
1386         loff_t disk_size, bdev_size;
1387
1388         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1389         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1390         if (disk_size != bdev_size) {
1391                 if (verbose) {
1392                         printk(KERN_INFO
1393                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1394                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1395                 }
1396                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1397                 if (bdev_size > disk_size)
1398                         flush_disk(bdev, false);
1399         }
1400 }
1401
1402 /**
1403  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1404  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1405  *
1406  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1407  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1408  * for all revalidate_disk operations.
1409  */
1410 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1411 {
1412         struct block_device *bdev;
1413         int ret = 0;
1414
1415         if (disk->fops->revalidate_disk)
1416                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1417         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1418         if (!bdev)
1419                 return ret;
1420
1421         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1422         check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1423         bdev->bd_invalidated = 0;
1424         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1425         bdput(bdev);
1426         return ret;
1427 }
1428 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1429
1430 /*
1431  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1432  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1433  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1434  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1435  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1436  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1437  * to lose :-)
1438  */
1439 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1440 {
1441         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1442         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1443         unsigned int events;
1444
1445         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1446                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1447         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1448                 return 0;
1449
1450         flush_disk(bdev, true);
1451         if (bdops->revalidate_disk)
1452                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1453         return 1;
1454 }
1455
1456 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1457
1458 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1459 {
1460         inode_lock(bdev->bd_inode);
1461         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1462         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1463 }
1464 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1465
1466 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1467
1468 /*
1469  * bd_mutex locking:
1470  *
1471  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1472  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1473  */
1474
1475 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1476 {
1477         struct gendisk *disk;
1478         int ret;
1479         int partno;
1480         int perm = 0;
1481         bool first_open = false;
1482
1483         if (mode & FMODE_READ)
1484                 perm |= MAY_READ;
1485         if (mode & FMODE_WRITE)
1486                 perm |= MAY_WRITE;
1487         /*
1488          * hooks: /n/, see "layering violations".
1489          */
1490         if (!for_part) {
1491                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1492                 if (ret != 0) {
1493                         bdput(bdev);
1494                         return ret;
1495                 }
1496         }
1497
1498  restart:
1499
1500         ret = -ENXIO;
1501         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1502         if (!disk)
1503                 goto out;
1504
1505         disk_block_events(disk);
1506         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1507         if (!bdev->bd_openers) {
1508                 first_open = true;
1509                 bdev->bd_disk = disk;
1510                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1511                 bdev->bd_contains = bdev;
1512                 bdev->bd_partno = partno;
1513
1514                 if (!partno) {
1515                         ret = -ENXIO;
1516                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1517                         if (!bdev->bd_part)
1518                                 goto out_clear;
1519
1520                         ret = 0;
1521                         if (disk->fops->open) {
1522                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1523                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1524                                         /* Lost a race with 'disk' being
1525                                          * deleted, try again.
1526                                          * See md.c
1527                                          */
1528                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1529                                         bdev->bd_part = NULL;
1530                                         bdev->bd_disk = NULL;
1531                                         bdev->bd_queue = NULL;
1532                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1533                                         disk_unblock_events(disk);
1534                                         put_disk_and_module(disk);
1535                                         goto restart;
1536                                 }
1537                         }
1538
1539                         if (!ret) {
1540                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1541                                 set_init_blocksize(bdev);
1542                         }
1543
1544                         /*
1545                          * If the device is invalidated, rescan partition
1546                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1547                          * The latter is necessary to prevent ghost
1548                          * partitions on a removed medium.
1549                          */
1550                         if (bdev->bd_invalidated) {
1551                                 if (!ret)
1552                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1553                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1554                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1555                         }
1556
1557                         if (ret)
1558                                 goto out_clear;
1559                 } else {
1560                         struct block_device *whole;
1561                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1562                         ret = -ENOMEM;
1563                         if (!whole)
1564                                 goto out_clear;
1565                         BUG_ON(for_part);
1566                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1567                         if (ret)
1568                                 goto out_clear;
1569                         bdev->bd_contains = whole;
1570                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1571                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1572                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1573                                 ret = -ENXIO;
1574                                 goto out_clear;
1575                         }
1576                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1577                         set_init_blocksize(bdev);
1578                 }
1579
1580                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1581                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1582         } else {
1583                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1584                         ret = 0;
1585                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1586                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1587                         /* the same as first opener case, read comment there */
1588                         if (bdev->bd_invalidated) {
1589                                 if (!ret)
1590                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1591                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1592                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1593                         }
1594                         if (ret)
1595                                 goto out_unlock_bdev;
1596                 }
1597         }
1598         bdev->bd_openers++;
1599         if (for_part)
1600                 bdev->bd_part_count++;
1601         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1602         disk_unblock_events(disk);
1603         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1604         if (!first_open)
1605                 put_disk_and_module(disk);
1606         return 0;
1607
1608  out_clear:
1609         disk_put_part(bdev->bd_part);
1610         bdev->bd_disk = NULL;
1611         bdev->bd_part = NULL;
1612         bdev->bd_queue = NULL;
1613         if (bdev != bdev->bd_contains)
1614                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1615         bdev->bd_contains = NULL;
1616  out_unlock_bdev:
1617         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1618         disk_unblock_events(disk);
1619         put_disk_and_module(disk);
1620  out:
1621         bdput(bdev);
1622
1623         return ret;
1624 }
1625
1626 /**
1627  * blkdev_get - open a block device
1628  * @bdev: block_device to open
1629  * @mode: FMODE_* mask
1630  * @holder: exclusive holder identifier
1631  *
1632  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1633  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1634  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1635  *
1636  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1637  * @bdev is put.
1638  *
1639  * CONTEXT:
1640  * Might sleep.
1641  *
1642  * RETURNS:
1643  * 0 on success, -errno on failure.
1644  */
1645 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1646 {
1647         struct block_device *whole = NULL;
1648         int res;
1649
1650         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1651
1652         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1653                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1654                 if (IS_ERR(whole)) {
1655                         bdput(bdev);
1656                         return PTR_ERR(whole);
1657                 }
1658         }
1659
1660         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1661
1662         if (whole) {
1663                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1664
1665                 /* finish claiming */
1666                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1667                 spin_lock(&bdev_lock);
1668
1669                 if (!res) {
1670                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1671                         /*
1672                          * Note that for a whole device bd_holders
1673                          * will be incremented twice, and bd_holder
1674                          * will be set to bd_may_claim before being
1675                          * set to holder
1676                          */
1677                         whole->bd_holders++;
1678                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1679                         bdev->bd_holders++;
1680                         bdev->bd_holder = holder;
1681                 }
1682
1683                 /* tell others that we're done */
1684                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1685                 whole->bd_claiming = NULL;
1686                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1687
1688                 spin_unlock(&bdev_lock);
1689
1690                 /*
1691                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1692                  * write holder makes the write_holder state stick until
1693                  * all are released.  This is good enough and tracking
1694                  * individual writeable reference is too fragile given the
1695                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1696                  */
1697                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1698                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1699                         bdev->bd_write_holder = true;
1700                         disk_block_events(disk);
1701                 }
1702
1703                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1704                 bdput(whole);
1705         }
1706
1707         return res;
1708 }
1709 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1710
1711 /**
1712  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1713  * @path: path to the block device to open
1714  * @mode: FMODE_* mask
1715  * @holder: exclusive holder identifier
1716  *
1717  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1718  * and @holder are identical to blkdev_get().
1719  *
1720  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1721  *
1722  * CONTEXT:
1723  * Might sleep.
1724  *
1725  * RETURNS:
1726  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1727  */
1728 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1729                                         void *holder)
1730 {
1731         struct block_device *bdev;
1732         int err;
1733
1734         bdev = lookup_bdev(path);
1735         if (IS_ERR(bdev))
1736                 return bdev;
1737
1738         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1739         if (err)
1740                 return ERR_PTR(err);
1741
1742         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1743                 blkdev_put(bdev, mode);
1744                 return ERR_PTR(-EACCES);
1745         }
1746
1747         return bdev;
1748 }
1749 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1750
1751 /**
1752  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1753  * @dev: device number of block device to open
1754  * @mode: FMODE_* mask
1755  * @holder: exclusive holder identifier
1756  *
1757  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1758  * @holder are identical to blkdev_get().
1759  *
1760  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1761  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1762  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1763  * ever need it - reconsider your API.
1764  *
1765  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1766  *
1767  * CONTEXT:
1768  * Might sleep.
1769  *
1770  * RETURNS:
1771  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1772  */
1773 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1774 {
1775         struct block_device *bdev;
1776         int err;
1777
1778         bdev = bdget(dev);
1779         if (!bdev)
1780                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1781
1782         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1783         if (err)
1784                 return ERR_PTR(err);
1785
1786         return bdev;
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1789
1790 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1791 {
1792         struct block_device *bdev;
1793
1794         /*
1795          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1796          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1797          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1798          * during an unstable branch.
1799          */
1800         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1801
1802         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1803
1804         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1805                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1806         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1807                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1808         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1809                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1810
1811         bdev = bd_acquire(inode);
1812         if (bdev == NULL)
1813                 return -ENOMEM;
1814
1815         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1816         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1817
1818         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1819 }
1820
1821 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1822 {
1823         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1824         struct block_device *victim = NULL;
1825
1826         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1827         if (for_part)
1828                 bdev->bd_part_count--;
1829
1830         if (!--bdev->bd_openers) {
1831                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1832                 sync_blockdev(bdev);
1833                 kill_bdev(bdev);
1834
1835                 bdev_write_inode(bdev);
1836         }
1837         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1838                 if (disk->fops->release)
1839                         disk->fops->release(disk, mode);
1840         }
1841         if (!bdev->bd_openers) {
1842                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1843                 bdev->bd_part = NULL;
1844                 bdev->bd_disk = NULL;
1845                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1846                         victim = bdev->bd_contains;
1847                 bdev->bd_contains = NULL;
1848
1849                 put_disk_and_module(disk);
1850         }
1851         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1852         bdput(bdev);
1853         if (victim)
1854                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1855 }
1856
1857 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1858 {
1859         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1860
1861         if (mode & FMODE_EXCL) {
1862                 bool bdev_free;
1863
1864                 /*
1865                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1866                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1867                  * synchronize disk_holder unlinking.
1868                  */
1869                 spin_lock(&bdev_lock);
1870
1871                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1872                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1873
1874                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1875                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1876                         bdev->bd_holder = NULL;
1877                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1878                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1879
1880                 spin_unlock(&bdev_lock);
1881
1882                 /*
1883                  * If this was the last claim, remove holder link and
1884                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1885                  */
1886                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1887                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1888                         bdev->bd_write_holder = false;
1889                 }
1890         }
1891
1892         /*
1893          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1894          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1895          * from userland - e.g. eject(1).
1896          */
1897         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1898
1899         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1900
1901         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1902 }
1903 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1904
1905 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1906 {
1907         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1908         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1913 {
1914         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1915         fmode_t mode = file->f_mode;
1916
1917         /*
1918          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1919          * to updated it before every ioctl.
1920          */
1921         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1922                 mode |= FMODE_NDELAY;
1923         else
1924                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1925
1926         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1931  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1932  *
1933  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1934  * use.
1935  */
1936 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1937 {
1938         struct file *file = iocb->ki_filp;
1939         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1940         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1941         struct blk_plug plug;
1942         ssize_t ret;
1943
1944         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1945                 return -EPERM;
1946
1947         if (!iov_iter_count(from))
1948                 return 0;
1949
1950         if (iocb->ki_pos >= size)
1951                 return -ENOSPC;
1952
1953         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1954                 return -EOPNOTSUPP;
1955
1956         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1957
1958         blk_start_plug(&plug);
1959         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1960         if (ret > 0)
1961                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1962         blk_finish_plug(&plug);
1963         return ret;
1964 }
1965 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1966
1967 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1968 {
1969         struct file *file = iocb->ki_filp;
1970         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1971         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1972         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1973
1974         if (pos >= size)
1975                 return 0;
1976
1977         size -= pos;
1978         iov_iter_truncate(to, size);
1979         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1980 }
1981 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1982
1983 /*
1984  * Try to release a page associated with block device when the system
1985  * is under memory pressure.
1986  */
1987 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1988 {
1989         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1990
1991         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1992                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1993
1994         return try_to_free_buffers(page);
1995 }
1996
1997 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1998                              struct writeback_control *wbc)
1999 {
2000         return generic_writepages(mapping, wbc);
2001 }
2002
2003 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2004         .readpage       = blkdev_readpage,
2005         .readpages      = blkdev_readpages,
2006         .writepage      = blkdev_writepage,
2007         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2008         .write_end      = blkdev_write_end,
2009         .writepages     = blkdev_writepages,
2010         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2011         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2012         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2013         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2014 };
2015
2016 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2017                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2018                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2019
2020 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2021                              loff_t len)
2022 {
2023         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2024         struct address_space *mapping;
2025         loff_t end = start + len - 1;
2026         loff_t isize;
2027         int error;
2028
2029         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2030         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2031                 return -EOPNOTSUPP;
2032
2033         /* Don't go off the end of the device. */
2034         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2035         if (start >= isize)
2036                 return -EINVAL;
2037         if (end >= isize) {
2038                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2039                         len = isize - start;
2040                         end = start + len - 1;
2041                 } else
2042                         return -EINVAL;
2043         }
2044
2045         /*
2046          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2047          */
2048         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2049                 return -EINVAL;
2050
2051         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2052         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2053         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2054
2055         switch (mode) {
2056         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2057         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2058                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2059                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2060                 break;
2061         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2062                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2063                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2064                 break;
2065         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2066                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2067                                              GFP_KERNEL, 0);
2068                 break;
2069         default:
2070                 return -EOPNOTSUPP;
2071         }
2072         if (error)
2073                 return error;
2074
2075         /*
2076          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2077          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2078          * inclusive, so the rounding here is safe.
2079          */
2080         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2081                                              start >> PAGE_SHIFT,
2082                                              end >> PAGE_SHIFT);
2083 }
2084
2085 const struct file_operations def_blk_fops = {
2086         .open           = blkdev_open,
2087         .release        = blkdev_close,
2088         .llseek         = block_llseek,
2089         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2090         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2091         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2092         .mmap           = generic_file_mmap,
2093         .fsync          = blkdev_fsync,
2094         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2095 #ifdef CONFIG_COMPAT
2096         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2097 #endif
2098         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2099         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2100         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2101 };
2102
2103 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2104 {
2105         int res;
2106         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2107         set_fs(KERNEL_DS);
2108         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2109         set_fs(old_fs);
2110         return res;
2111 }
2112
2113 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2114
2115 /**
2116  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2117  * @pathname:   special file representing the block device
2118  *
2119  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2120  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2121  * otherwise.
2122  */
2123 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2124 {
2125         struct block_device *bdev;
2126         struct inode *inode;
2127         struct path path;
2128         int error;
2129
2130         if (!pathname || !*pathname)
2131                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2132
2133         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2134         if (error)
2135                 return ERR_PTR(error);
2136
2137         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2138         error = -ENOTBLK;
2139         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2140                 goto fail;
2141         error = -EACCES;
2142         if (!may_open_dev(&path))
2143                 goto fail;
2144         error = -ENOMEM;
2145         bdev = bd_acquire(inode);
2146         if (!bdev)
2147                 goto fail;
2148 out:
2149         path_put(&path);
2150         return bdev;
2151 fail:
2152         bdev = ERR_PTR(error);
2153         goto out;
2154 }
2155 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2156
2157 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2158 {
2159         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2160         int res = 0;
2161
2162         if (sb) {
2163                 /*
2164                  * no need to lock the super, get_super holds the
2165                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2166                  * under us (->put_super runs with the write lock
2167                  * hold).
2168                  */
2169                 shrink_dcache_sb(sb);
2170                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2171                 drop_super(sb);
2172         }
2173         invalidate_bdev(bdev);
2174         return res;
2175 }
2176 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2177
2178 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2179 {
2180         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2181
2182         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2183         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2184                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2185                 struct block_device *bdev;
2186
2187                 spin_lock(&inode->i_lock);
2188                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2189                     mapping->nrpages == 0) {
2190                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2191                         continue;
2192                 }
2193                 __iget(inode);
2194                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2195                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2196                 /*
2197                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2198                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2199                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2200                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2201                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2202                  * later.
2203                  */
2204                 iput(old_inode);
2205                 old_inode = inode;
2206                 bdev = I_BDEV(inode);
2207
2208                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2209                 if (bdev->bd_openers)
2210                         func(bdev, arg);
2211                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2212
2213                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2214         }
2215         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2216         iput(old_inode);
2217 }