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