fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/swap.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/writeback.h>
  25 #include <linux/mpage.h>
  26 #include <linux/mount.h>
  27 #include <linux/uio.h>
  28 #include <linux/namei.h>
  29 #include <linux/log2.h>
  30 #include <linux/cleancache.h>
  31 #include <linux/dax.h>
  32 #include <linux/badblocks.h>
  33 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  34 #include <linux/falloc.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include "internal.h"
  37
  38 struct bdev_inode {
  39         struct block_device bdev;
  40         struct inode vfs_inode;
  41 };
  42
  43 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  44
  45 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  46 {
  47         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  48 }
  49
  50 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  51 {
  52         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  53 }
  54 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  55
  56 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  57 {
  58         struct va_format vaf;
  59         va_list args;
  60
  61         va_start(args, fmt);
  62         vaf.fmt = fmt;
  63         vaf.va = &args;
  64         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  65         va_end(args);
  66 }
  67
  68 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  69 {
  70         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  71         int ret;
  72
  73         spin_lock(&inode->i_lock);
  74         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  75                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  76                 ret = write_inode_now(inode, true);
  77                 if (ret) {
  78                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  79                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  80                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  81                                             bdevname(bdev, name), ret);
  82                 }
  83                 spin_lock(&inode->i_lock);
  84         }
  85         spin_unlock(&inode->i_lock);
  86 }
  87
  88 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  89 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  90 {
  91         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  92
  93         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  94                 return;
  95
  96         invalidate_bh_lrus();
  97         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  98 }
  99 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
 100
 101 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 102 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 103 {
 104         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 105
 106         if (mapping->nrpages) {
 107                 invalidate_bh_lrus();
 108                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 109                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 110         }
 111         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 112          * But, for the strange corners, lets be cautious
 113          */
 114         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 115 }
 116 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 117
 118 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 119 {
 120         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 121         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 122                 return -EINVAL;
 123
 124         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 125         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 126                 return -EINVAL;
 127
 128         /* Don't change the size if it is same as current */
 129         if (bdev->bd_block_size != size) {
 130                 sync_blockdev(bdev);
 131                 bdev->bd_block_size = size;
 132                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 133                 kill_bdev(bdev);
 134         }
 135         return 0;
 136 }
 137
 138 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 139
 140 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 141 {
 142         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 143                 return 0;
 144         /* If we get here, we know size is power of two
 145          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 146         sb->s_blocksize = size;
 147         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 148         return sb->s_blocksize;
 149 }
 150
 151 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 152
 153 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 154 {
 155         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 156         if (size < minsize)
 157                 size = minsize;
 158         return sb_set_blocksize(sb, size);
 159 }
 160
 161 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 162
 163 static int
 164 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 165                 struct buffer_head *bh, int create)
 166 {
 167         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 168         bh->b_blocknr = iblock;
 169         set_buffer_mapped(bh);
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 174 {
 175         return file->f_mapping->host;
 176 }
 177
 178 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 179 {
 180         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 181
 182         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 183         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 184                 op |= REQ_FUA;
 185         return op;
 186 }
 187
 188 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 189
 190 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 191 {
 192         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 193
 194         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 195         wake_up_process(waiter);
 196 }
 197
 198 static ssize_t
 199 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 200                 int nr_pages)
 201 {
 202         struct file *file = iocb->ki_filp;
 203         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 204         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 205         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 206         bool should_dirty = false;
 207         struct bio bio;
 208         ssize_t ret;
 209         blk_qc_t qc;
 210         int i;
 211
 212         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 213             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 214                 return -EINVAL;
 215
 216         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 217                 vecs = inline_vecs;
 218         else {
 219                 vecs = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct bio_vec), GFP_KERNEL);
 220                 if (!vecs)
 221                         return -ENOMEM;
 222         }
 223
 224         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 225         bio.bi_bdev = bdev;
 226         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 227         bio.bi_private = current;
 228         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 229
 230         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 231         if (unlikely(ret))
 232                 return ret;
 233         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 234
 235         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 236                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 237                 if (iter_is_iovec(iter))
 238                         should_dirty = true;
 239         } else {
 240                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 241                 task_io_account_write(ret);
 242         }
 243
 244         qc = submit_bio(&bio);
 245         for (;;) {
 246                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 247                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 248                         break;
 249                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 250                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 251                         io_schedule();
 252         }
 253         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 254
 255         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 256                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 257                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 258                 put_page(bvec->bv_page);
 259         }
 260
 261         if (vecs != inline_vecs)
 262                 kfree(vecs);
 263
 264         if (unlikely(bio.bi_error))
 265                 return bio.bi_error;
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 struct blkdev_dio {
 270         union {
 271                 struct kiocb            *iocb;
 272                 struct task_struct      *waiter;
 273         };
 274         size_t                  size;
 275         atomic_t                ref;
 276         bool                    multi_bio : 1;
 277         bool                    should_dirty : 1;
 278         bool                    is_sync : 1;
 279         struct bio              bio;
 280 };
 281
 282 static struct bio_set *blkdev_dio_pool __read_mostly;
 283
 284 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 285 {
 286         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 287         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 288
 289         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 290                 if (bio->bi_error && !dio->bio.bi_error)
 291                         dio->bio.bi_error = bio->bi_error;
 292         } else {
 293                 if (!dio->is_sync) {
 294                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 295                         ssize_t ret = dio->bio.bi_error;
 296
 297                         if (likely(!ret)) {
 298                                 ret = dio->size;
 299                                 iocb->ki_pos += ret;
 300                         }
 301
 302                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 303                         bio_put(&dio->bio);
 304                 } else {
 305                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 306
 307                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 308                         wake_up_process(waiter);
 309                 }
 310         }
 311
 312         if (should_dirty) {
 313                 bio_check_pages_dirty(bio);
 314         } else {
 315                 struct bio_vec *bvec;
 316                 int i;
 317
 318                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 319                         put_page(bvec->bv_page);
 320                 bio_put(bio);
 321         }
 322 }
 323
 324 static ssize_t
 325 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 326 {
 327         struct file *file = iocb->ki_filp;
 328         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 329         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 330         struct blk_plug plug;
 331         struct blkdev_dio *dio;
 332         struct bio *bio;
 333         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 334         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 335         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 336         int ret;
 337
 338         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 339             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 340                 return -EINVAL;
 341
 342         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, blkdev_dio_pool);
 343         bio_get(bio); /* extra ref for the completion handler */
 344
 345         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 346         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 347         if (dio->is_sync)
 348                 dio->waiter = current;
 349         else
 350                 dio->iocb = iocb;
 351
 352         dio->size = 0;
 353         dio->multi_bio = false;
 354         dio->should_dirty = is_read && (iter->type == ITER_IOVEC);
 355
 356         blk_start_plug(&plug);
 357         for (;;) {
 358                 bio->bi_bdev = bdev;
 359                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 360                 bio->bi_private = dio;
 361                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 362
 363                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 364                 if (unlikely(ret)) {
 365                         bio->bi_error = ret;
 366                         bio_endio(bio);
 367                         break;
 368                 }
 369
 370                 if (is_read) {
 371                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 372                         if (dio->should_dirty)
 373                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 374                 } else {
 375                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 376                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 377                 }
 378
 379                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 380                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 381
 382                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 383                 if (!nr_pages) {
 384                         qc = submit_bio(bio);
 385                         break;
 386                 }
 387
 388                 if (!dio->multi_bio) {
 389                         dio->multi_bio = true;
 390                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 391                 } else {
 392                         atomic_inc(&dio->ref);
 393                 }
 394
 395                 submit_bio(bio);
 396                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 397         }
 398         blk_finish_plug(&plug);
 399
 400         if (!is_sync)
 401                 return -EIOCBQUEUED;
 402
 403         for (;;) {
 404                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 405                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 406                         break;
 407
 408                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 409                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 410                         io_schedule();
 411         }
 412         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 413
 414         ret = dio->bio.bi_error;
 415         if (likely(!ret))
 416                 ret = dio->size;
 417
 418         bio_put(&dio->bio);
 419         return ret;
 420 }
 421
 422 static ssize_t
 423 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 424 {
 425         int nr_pages;
 426
 427         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 428         if (!nr_pages)
 429                 return 0;
 430         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 431                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 432
 433         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 434 }
 435
 436 static __init int blkdev_init(void)
 437 {
 438         blkdev_dio_pool = bioset_create(4, offsetof(struct blkdev_dio, bio));
 439         if (!blkdev_dio_pool)
 440                 return -ENOMEM;
 441         return 0;
 442 }
 443 module_init(blkdev_init);
 444
 445 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 446 {
 447         if (!bdev)
 448                 return 0;
 449         if (!wait)
 450                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 451         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 456  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 457  */
 458 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 459 {
 460         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 461 }
 462 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 463
 464 /*
 465  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 466  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 467  * device.  Takes the superblock lock.
 468  */
 469 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 470 {
 471         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 472         if (sb) {
 473                 int res = sync_filesystem(sb);
 474                 drop_super(sb);
 475                 return res;
 476         }
 477         return sync_blockdev(bdev);
 478 }
 479 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 480
 481 /**
 482  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 483  * @bdev:       blockdevice to lock
 484  *
 485  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 486  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 487  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 488  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 489  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 490  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 491  * actually.
 492  */
 493 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 494 {
 495         struct super_block *sb;
 496         int error = 0;
 497
 498         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 499         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 500                 /*
 501                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 502                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 503                  * thaw_bdev drops it.
 504                  */
 505                 sb = get_super(bdev);
 506                 if (sb)
 507                         drop_super(sb);
 508                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 509                 return sb;
 510         }
 511
 512         sb = get_active_super(bdev);
 513         if (!sb)
 514                 goto out;
 515         if (sb->s_op->freeze_super)
 516                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 517         else
 518                 error = freeze_super(sb);
 519         if (error) {
 520                 deactivate_super(sb);
 521                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 522                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 523                 return ERR_PTR(error);
 524         }
 525         deactivate_super(sb);
 526  out:
 527         sync_blockdev(bdev);
 528         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 529         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 532
 533 /**
 534  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 535  * @bdev:       blockdevice to unlock
 536  * @sb:         associated superblock
 537  *
 538  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 539  */
 540 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 541 {
 542         int error = -EINVAL;
 543
 544         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 545         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 546                 goto out;
 547
 548         error = 0;
 549         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 550                 goto out;
 551
 552         if (!sb)
 553                 goto out;
 554
 555         if (sb->s_op->thaw_super)
 556                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 557         else
 558                 error = thaw_super(sb);
 559         if (error)
 560                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 561 out:
 562         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 563         return error;
 564 }
 565 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 566
 567 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 568 {
 569         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 570 }
 571
 572 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 573 {
 574         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 575 }
 576
 577 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 578                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 579 {
 580         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 581 }
 582
 583 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 584                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 585                         struct page **pagep, void **fsdata)
 586 {
 587         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 588                                  blkdev_get_block);
 589 }
 590
 591 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 592                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 593                         struct page *page, void *fsdata)
 594 {
 595         int ret;
 596         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 597
 598         unlock_page(page);
 599         put_page(page);
 600
 601         return ret;
 602 }
 603
 604 /*
 605  * private llseek:
 606  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 607  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 608  */
 609 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 610 {
 611         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 612         loff_t retval;
 613
 614         inode_lock(bd_inode);
 615         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 616         inode_unlock(bd_inode);
 617         return retval;
 618 }
 619
 620 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 621 {
 622         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 623         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 624         int error;
 625
 626         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 627         if (error)
 628                 return error;
 629
 630         /*
 631          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 632          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 633          * O_SYNC writers to a block device.
 634          */
 635         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 636         if (error == -EOPNOTSUPP)
 637                 error = 0;
 638
 639         return error;
 640 }
 641 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 642
 643 /**
 644  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 645  * @bdev: The device to read the page from
 646  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 647  * @page: The page to read
 648  *
 649  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 650  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 651  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 652  *
 653  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 654  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 655  * than propagate an error back up the stack.
 656  *
 657  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 658  */
 659 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 660                         struct page *page)
 661 {
 662         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 663         int result = -EOPNOTSUPP;
 664
 665         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 666                 return result;
 667
 668         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 669         if (result)
 670                 return result;
 671         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 672         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 673         return result;
 674 }
 675 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 676
 677 /**
 678  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 679  * @bdev: The device to write the page to
 680  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 681  * @page: The page to write
 682  * @wbc: The writeback_control for the write
 683  *
 684  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 685  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 686  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 687  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 688  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 689  *
 690  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 691  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 692  * than propagate an error back up the stack.
 693  *
 694  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 695  */
 696 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 697                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 698 {
 699         int result;
 700         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 701
 702         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 703                 return -EOPNOTSUPP;
 704         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 705         if (result)
 706                 return result;
 707
 708         set_page_writeback(page);
 709         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 710         if (result)
 711                 end_page_writeback(page);
 712         else
 713                 unlock_page(page);
 714         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 715         return result;
 716 }
 717 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 718
 719 /**
 720  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
 721  * @bdev: The device containing the memory
 722  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
 723  *
 724  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
 725  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
 726  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
 727  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
 728  * page tables.
 729  *
 730  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
 731  * accessible at this address.
 732  */
 733 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
 734 {
 735         sector_t sector = dax->sector;
 736         long avail, size = dax->size;
 737         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 738
 739         /*
 740          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
 741          * memory directly accessible.
 742          */
 743         might_sleep();
 744
 745         if (size < 0)
 746                 return size;
 747         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
 748                 return -EOPNOTSUPP;
 749         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
 750                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
 751                 return -ERANGE;
 752         sector += get_start_sect(bdev);
 753         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
 754                 return -EINVAL;
 755         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
 756         if (!avail)
 757                 return -ERANGE;
 758         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
 759                 return -ENXIO;
 760         return min(avail, size);
 761 }
 762 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
 763
 764 /**
 765  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 766  * @sb: The superblock of the device
 767  * @blocksize: The block size of the device
 768  *
 769  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 770  * can be mounted with dax option.
 771  *
 772  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 773  */
 774 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 775 {
 776         struct blk_dax_ctl dax = {
 777                 .sector = 0,
 778                 .size = PAGE_SIZE,
 779         };
 780         int err;
 781
 782         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 783                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 784                 return -EINVAL;
 785         }
 786
 787         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
 788         if (err < 0) {
 789                 switch (err) {
 790                 case -EOPNOTSUPP:
 791                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 792                                 "error: device does not support dax");
 793                         break;
 794                 case -EINVAL:
 795                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 796                                 "error: unaligned partition for dax");
 797                         break;
 798                 default:
 799                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 800                                 "error: dax access failed (%d)", err);
 801                 }
 802                 return err;
 803         }
 804
 805         return 0;
 806 }
 807 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 808
 809 /**
 810  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
 811  * @bdev: The device for raw block device access
 812  */
 813 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
 814 {
 815         struct blk_dax_ctl dax = {
 816                 .size = PAGE_SIZE,
 817         };
 818
 819         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
 820                 return false;
 821
 822         dax.sector = 0;
 823         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 824                 return false;
 825
 826         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
 827         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 828                 return false;
 829
 830         return true;
 831 }
 832
 833 /*
 834  * pseudo-fs
 835  */
 836
 837 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 838 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 839
 840 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 841 {
 842         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 843         if (!ei)
 844                 return NULL;
 845         return &ei->vfs_inode;
 846 }
 847
 848 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 849 {
 850         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 851         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 852
 853         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 854 }
 855
 856 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 857 {
 858         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 859 }
 860
 861 static void init_once(void *foo)
 862 {
 863         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 864         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 865
 866         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 867         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 868         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 869 #ifdef CONFIG_SYSFS
 870         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 871 #endif
 872         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 873         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 874         /* Initialize mutex for freeze. */
 875         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 876 }
 877
 878 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 879 {
 880         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 881         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 882         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 883         clear_inode(inode);
 884         spin_lock(&bdev_lock);
 885         list_del_init(&bdev->bd_list);
 886         spin_unlock(&bdev_lock);
 887         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 888         inode_detach_wb(inode);
 889         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 890                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 891                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 892         }
 893 }
 894
 895 static const struct super_operations bdev_sops = {
 896         .statfs = simple_statfs,
 897         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 898         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 899         .drop_inode = generic_delete_inode,
 900         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 901 };
 902
 903 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 904         int flags, const char *dev_name, void *data)
 905 {
 906         struct dentry *dent;
 907         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 908         if (!IS_ERR(dent))
 909                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 910         return dent;
 911 }
 912
 913 static struct file_system_type bd_type = {
 914         .name           = "bdev",
 915         .mount          = bd_mount,
 916         .kill_sb        = kill_anon_super,
 917 };
 918
 919 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 920 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 921
 922 void __init bdev_cache_init(void)
 923 {
 924         int err;
 925         static struct vfsmount *bd_mnt;
 926
 927         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 928                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 929                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 930                         init_once);
 931         err = register_filesystem(&bd_type);
 932         if (err)
 933                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 934         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 935         if (IS_ERR(bd_mnt))
 936                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 937         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 938 }
 939
 940 /*
 941  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 942  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 943  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 944  */
 945 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 946 {
 947         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 948 }
 949
 950 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 951 {
 952         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 953 }
 954
 955 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 956 {
 957         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 958         return 0;
 959 }
 960
 961 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 962
 963 /*
 964  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 965  * as soon as last inode reference is dropped.
 966  */
 967 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 968 {
 969         struct inode *inode;
 970
 971         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 972         if (inode) {
 973                 remove_inode_hash(inode);
 974                 iput(inode);
 975         }
 976 }
 977
 978 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 979 {
 980         struct block_device *bdev;
 981         struct inode *inode;
 982
 983         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 984                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 985
 986         if (!inode)
 987                 return NULL;
 988
 989         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 990
 991         if (inode->i_state & I_NEW) {
 992                 bdev->bd_contains = NULL;
 993                 bdev->bd_super = NULL;
 994                 bdev->bd_inode = inode;
 995                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 996                 bdev->bd_part_count = 0;
 997                 bdev->bd_invalidated = 0;
 998                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 999                 inode->i_rdev = dev;
1000                 inode->i_bdev = bdev;
1001                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
1002                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
1003                 spin_lock(&bdev_lock);
1004                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
1005                 spin_unlock(&bdev_lock);
1006                 unlock_new_inode(inode);
1007         }
1008         return bdev;
1009 }
1010
1011 EXPORT_SYMBOL(bdget);
1012
1013 /**
1014  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
1015  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
1016  */
1017 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
1018 {
1019         ihold(bdev->bd_inode);
1020         return bdev;
1021 }
1022 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
1023
1024 long nr_blockdev_pages(void)
1025 {
1026         struct block_device *bdev;
1027         long ret = 0;
1028         spin_lock(&bdev_lock);
1029         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
1030                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
1031         }
1032         spin_unlock(&bdev_lock);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 void bdput(struct block_device *bdev)
1037 {
1038         iput(bdev->bd_inode);
1039 }
1040
1041 EXPORT_SYMBOL(bdput);
1042
1043 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
1044 {
1045         struct block_device *bdev;
1046
1047         spin_lock(&bdev_lock);
1048         bdev = inode->i_bdev;
1049         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1050                 bdgrab(bdev);
1051                 spin_unlock(&bdev_lock);
1052                 return bdev;
1053         }
1054         spin_unlock(&bdev_lock);
1055
1056         /*
1057          * i_bdev references block device inode that was already shut down
1058          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
1059          * up block device inode again just in case new device got
1060          * reestablished under the same device number.
1061          */
1062         if (bdev)
1063                 bd_forget(inode);
1064
1065         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1066         if (bdev) {
1067                 spin_lock(&bdev_lock);
1068                 if (!inode->i_bdev) {
1069                         /*
1070                          * We take an additional reference to bd_inode,
1071                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1072                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1073                          * without igrab().
1074                          */
1075                         bdgrab(bdev);
1076                         inode->i_bdev = bdev;
1077                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1078                 }
1079                 spin_unlock(&bdev_lock);
1080         }
1081         return bdev;
1082 }
1083
1084 /* Call when you free inode */
1085
1086 void bd_forget(struct inode *inode)
1087 {
1088         struct block_device *bdev = NULL;
1089
1090         spin_lock(&bdev_lock);
1091         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1092                 bdev = inode->i_bdev;
1093         inode->i_bdev = NULL;
1094         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1095         spin_unlock(&bdev_lock);
1096
1097         if (bdev)
1098                 bdput(bdev);
1099 }
1100
1101 /**
1102  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1103  * @bdev: block device of interest
1104  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1105  * @holder: holder trying to claim @bdev
1106  *
1107  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1108  *
1109  * CONTEXT:
1110  * spin_lock(&bdev_lock).
1111  *
1112  * RETURNS:
1113  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1114  */
1115 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1116                          void *holder)
1117 {
1118         if (bdev->bd_holder == holder)
1119                 return true;     /* already a holder */
1120         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1121                 return false;    /* held by someone else */
1122         else if (whole == bdev)
1123                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1124
1125         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1126                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1127         else if (whole->bd_holder != NULL)
1128                 return false;    /* is a partition of a held device */
1129         else
1130                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1131 }
1132
1133 /**
1134  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1135  * @bdev: block device of interest
1136  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1137  * @holder: holder trying to claim @bdev
1138  *
1139  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1140  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1141  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1142  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1143  *
1144  * CONTEXT:
1145  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1146  * it multiple times.
1147  *
1148  * RETURNS:
1149  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1150  */
1151 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1152                                struct block_device *whole, void *holder)
1153 {
1154 retry:
1155         /* if someone else claimed, fail */
1156         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1157                 return -EBUSY;
1158
1159         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1160         if (whole->bd_claiming) {
1161                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1162                 DEFINE_WAIT(wait);
1163
1164                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1165                 spin_unlock(&bdev_lock);
1166                 schedule();
1167                 finish_wait(wq, &wait);
1168                 spin_lock(&bdev_lock);
1169                 goto retry;
1170         }
1171
1172         /* yay, all mine */
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 /**
1177  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1178  * @bdev: block device of interest
1179  * @holder: holder trying to claim @bdev
1180  *
1181  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1182  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1183  * successful call to this function must be matched with a call to
1184  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1185  * fail).
1186  *
1187  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1188  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1189  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1190  * access but may subsequently fail.
1191  *
1192  * CONTEXT:
1193  * Might sleep.
1194  *
1195  * RETURNS:
1196  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1197  * value on failure.
1198  */
1199 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1200                                               void *holder)
1201 {
1202         struct gendisk *disk;
1203         struct block_device *whole;
1204         int partno, err;
1205
1206         might_sleep();
1207
1208         /*
1209          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1210          * and grab the outer block device the hard way.
1211          */
1212         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1213         if (!disk)
1214                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1215
1216         /*
1217          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1218          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1219          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1220          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1221          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1222          * way.
1223          */
1224         if (partno)
1225                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1226         else
1227                 whole = bdgrab(bdev);
1228
1229         module_put(disk->fops->owner);
1230         put_disk(disk);
1231         if (!whole)
1232                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1233
1234         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1235         spin_lock(&bdev_lock);
1236
1237         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1238         if (err == 0) {
1239                 whole->bd_claiming = holder;
1240                 spin_unlock(&bdev_lock);
1241                 return whole;
1242         } else {
1243                 spin_unlock(&bdev_lock);
1244                 bdput(whole);
1245                 return ERR_PTR(err);
1246         }
1247 }
1248
1249 #ifdef CONFIG_SYSFS
1250 struct bd_holder_disk {
1251         struct list_head        list;
1252         struct gendisk          *disk;
1253         int                     refcnt;
1254 };
1255
1256 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1257                                                   struct gendisk *disk)
1258 {
1259         struct bd_holder_disk *holder;
1260
1261         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1262                 if (holder->disk == disk)
1263                         return holder;
1264         return NULL;
1265 }
1266
1267 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1268 {
1269         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1270 }
1271
1272 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1273 {
1274         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1275 }
1276
1277 /**
1278  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1279  * @bdev: the claimed slave bdev
1280  * @disk: the holding disk
1281  *
1282  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1283  *
1284  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1285  *
1286  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1287  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1288  *
1289  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1290  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1291  *
1292  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1293  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1294  *
1295  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1296  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1297  * lifetime of these symlinks.
1298  *
1299  * CONTEXT:
1300  * Might sleep.
1301  *
1302  * RETURNS:
1303  * 0 on success, -errno on failure.
1304  */
1305 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1306 {
1307         struct bd_holder_disk *holder;
1308         int ret = 0;
1309
1310         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1311
1312         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1313
1314         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1315         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1316                 goto out_unlock;
1317
1318         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1319         if (holder) {
1320                 holder->refcnt++;
1321                 goto out_unlock;
1322         }
1323
1324         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1325         if (!holder) {
1326                 ret = -ENOMEM;
1327                 goto out_unlock;
1328         }
1329
1330         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1331         holder->disk = disk;
1332         holder->refcnt = 1;
1333
1334         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1335         if (ret)
1336                 goto out_free;
1337
1338         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1339         if (ret)
1340                 goto out_del;
1341         /*
1342          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1343          * the holder directory.  Hold on to it.
1344          */
1345         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1346
1347         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1348         goto out_unlock;
1349
1350 out_del:
1351         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1352 out_free:
1353         kfree(holder);
1354 out_unlock:
1355         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1356         return ret;
1357 }
1358 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1359
1360 /**
1361  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1362  * @bdev: the calimed slave bdev
1363  * @disk: the holding disk
1364  *
1365  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1366  *
1367  * CONTEXT:
1368  * Might sleep.
1369  */
1370 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1371 {
1372         struct bd_holder_disk *holder;
1373
1374         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1375
1376         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1377
1378         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1379                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1380                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1381                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1382                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1383                 list_del_init(&holder->list);
1384                 kfree(holder);
1385         }
1386
1387         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1388 }
1389 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1390 #endif
1391
1392 /**
1393  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1394  *
1395  * @bdev:      struct block device to be flushed
1396  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1397  *
1398  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1399  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1400  * resize.
1401  */
1402 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1403 {
1404         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1405                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1406                        "resized disk %s\n",
1407                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1408         }
1409
1410         if (!bdev->bd_disk)
1411                 return;
1412         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1413                 bdev->bd_invalidated = 1;
1414 }
1415
1416 /**
1417  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1418  * @disk: struct gendisk to check
1419  * @bdev: struct bdev to adjust.
1420  *
1421  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1422  * and adjusts it if it differs.
1423  */
1424 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1425 {
1426         loff_t disk_size, bdev_size;
1427
1428         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1429         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1430         if (disk_size != bdev_size) {
1431                 printk(KERN_INFO
1432                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1433                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1434                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1435                 flush_disk(bdev, false);
1436         }
1437 }
1438 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1439
1440 /**
1441  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1442  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1443  *
1444  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1445  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1446  * for all revalidate_disk operations.
1447  */
1448 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1449 {
1450         struct block_device *bdev;
1451         int ret = 0;
1452
1453         if (disk->fops->revalidate_disk)
1454                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1455         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1456         if (!bdev)
1457                 return ret;
1458
1459         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1460         check_disk_size_change(disk, bdev);
1461         bdev->bd_invalidated = 0;
1462         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1463         bdput(bdev);
1464         return ret;
1465 }
1466 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1467
1468 /*
1469  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1470  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1471  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1472  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1473  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1474  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1475  * to lose :-)
1476  */
1477 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1478 {
1479         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1480         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1481         unsigned int events;
1482
1483         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1484                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1485         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1486                 return 0;
1487
1488         flush_disk(bdev, true);
1489         if (bdops->revalidate_disk)
1490                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1491         return 1;
1492 }
1493
1494 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1495
1496 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1497 {
1498         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1499
1500         inode_lock(bdev->bd_inode);
1501         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1502         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1503         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1504                 if (size & bsize)
1505                         break;
1506                 bsize <<= 1;
1507         }
1508         bdev->bd_block_size = bsize;
1509         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1510 }
1511 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1512
1513 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1514
1515 /*
1516  * bd_mutex locking:
1517  *
1518  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1519  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1520  */
1521
1522 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1523 {
1524         struct gendisk *disk;
1525         struct module *owner;
1526         int ret;
1527         int partno;
1528         int perm = 0;
1529
1530         if (mode & FMODE_READ)
1531                 perm |= MAY_READ;
1532         if (mode & FMODE_WRITE)
1533                 perm |= MAY_WRITE;
1534         /*
1535          * hooks: /n/, see "layering violations".
1536          */
1537         if (!for_part) {
1538                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1539                 if (ret != 0) {
1540                         bdput(bdev);
1541                         return ret;
1542                 }
1543         }
1544
1545  restart:
1546
1547         ret = -ENXIO;
1548         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1549         if (!disk)
1550                 goto out;
1551         owner = disk->fops->owner;
1552
1553         disk_block_events(disk);
1554         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1555         if (!bdev->bd_openers) {
1556                 bdev->bd_disk = disk;
1557                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1558                 bdev->bd_contains = bdev;
1559
1560                 if (!partno) {
1561                         ret = -ENXIO;
1562                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1563                         if (!bdev->bd_part)
1564                                 goto out_clear;
1565
1566                         ret = 0;
1567                         if (disk->fops->open) {
1568                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1569                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1570                                         /* Lost a race with 'disk' being
1571                                          * deleted, try again.
1572                                          * See md.c
1573                                          */
1574                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1575                                         bdev->bd_part = NULL;
1576                                         bdev->bd_disk = NULL;
1577                                         bdev->bd_queue = NULL;
1578                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1579                                         disk_unblock_events(disk);
1580                                         put_disk(disk);
1581                                         module_put(owner);
1582                                         goto restart;
1583                                 }
1584                         }
1585
1586                         if (!ret)
1587                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1588
1589                         /*
1590                          * If the device is invalidated, rescan partition
1591                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1592                          * The latter is necessary to prevent ghost
1593                          * partitions on a removed medium.
1594                          */
1595                         if (bdev->bd_invalidated) {
1596                                 if (!ret)
1597                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1598                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1599                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1600                         }
1601
1602                         if (ret)
1603                                 goto out_clear;
1604                 } else {
1605                         struct block_device *whole;
1606                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1607                         ret = -ENOMEM;
1608                         if (!whole)
1609                                 goto out_clear;
1610                         BUG_ON(for_part);
1611                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1612                         if (ret)
1613                                 goto out_clear;
1614                         bdev->bd_contains = whole;
1615                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1616                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1617                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1618                                 ret = -ENXIO;
1619                                 goto out_clear;
1620                         }
1621                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1622                 }
1623
1624                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1625                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1626         } else {
1627                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1628                         ret = 0;
1629                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1630                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1631                         /* the same as first opener case, read comment there */
1632                         if (bdev->bd_invalidated) {
1633                                 if (!ret)
1634                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1635                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1636                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1637                         }
1638                         if (ret)
1639                                 goto out_unlock_bdev;
1640                 }
1641                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1642                 put_disk(disk);
1643                 module_put(owner);
1644         }
1645         bdev->bd_openers++;
1646         if (for_part)
1647                 bdev->bd_part_count++;
1648         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1649         disk_unblock_events(disk);
1650         return 0;
1651
1652  out_clear:
1653         disk_put_part(bdev->bd_part);
1654         bdev->bd_disk = NULL;
1655         bdev->bd_part = NULL;
1656         bdev->bd_queue = NULL;
1657         if (bdev != bdev->bd_contains)
1658                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1659         bdev->bd_contains = NULL;
1660  out_unlock_bdev:
1661         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1662         disk_unblock_events(disk);
1663         put_disk(disk);
1664         module_put(owner);
1665  out:
1666         bdput(bdev);
1667
1668         return ret;
1669 }
1670
1671 /**
1672  * blkdev_get - open a block device
1673  * @bdev: block_device to open
1674  * @mode: FMODE_* mask
1675  * @holder: exclusive holder identifier
1676  *
1677  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1678  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1679  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1680  *
1681  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1682  * @bdev is put.
1683  *
1684  * CONTEXT:
1685  * Might sleep.
1686  *
1687  * RETURNS:
1688  * 0 on success, -errno on failure.
1689  */
1690 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1691 {
1692         struct block_device *whole = NULL;
1693         int res;
1694
1695         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1696
1697         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1698                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1699                 if (IS_ERR(whole)) {
1700                         bdput(bdev);
1701                         return PTR_ERR(whole);
1702                 }
1703         }
1704
1705         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1706
1707         if (whole) {
1708                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1709
1710                 /* finish claiming */
1711                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1712                 spin_lock(&bdev_lock);
1713
1714                 if (!res) {
1715                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1716                         /*
1717                          * Note that for a whole device bd_holders
1718                          * will be incremented twice, and bd_holder
1719                          * will be set to bd_may_claim before being
1720                          * set to holder
1721                          */
1722                         whole->bd_holders++;
1723                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1724                         bdev->bd_holders++;
1725                         bdev->bd_holder = holder;
1726                 }
1727
1728                 /* tell others that we're done */
1729                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1730                 whole->bd_claiming = NULL;
1731                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1732
1733                 spin_unlock(&bdev_lock);
1734
1735                 /*
1736                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1737                  * write holder makes the write_holder state stick until
1738                  * all are released.  This is good enough and tracking
1739                  * individual writeable reference is too fragile given the
1740                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1741                  */
1742                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1743                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1744                         bdev->bd_write_holder = true;
1745                         disk_block_events(disk);
1746                 }
1747
1748                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1749                 bdput(whole);
1750         }
1751
1752         return res;
1753 }
1754 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1755
1756 /**
1757  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1758  * @path: path to the block device to open
1759  * @mode: FMODE_* mask
1760  * @holder: exclusive holder identifier
1761  *
1762  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1763  * and @holder are identical to blkdev_get().
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_path(const char *path, fmode_t mode,
1774                                         void *holder)
1775 {
1776         struct block_device *bdev;
1777         int err;
1778
1779         bdev = lookup_bdev(path);
1780         if (IS_ERR(bdev))
1781                 return bdev;
1782
1783         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1784         if (err)
1785                 return ERR_PTR(err);
1786
1787         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1788                 blkdev_put(bdev, mode);
1789                 return ERR_PTR(-EACCES);
1790         }
1791
1792         return bdev;
1793 }
1794 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1795
1796 /**
1797  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1798  * @dev: device number of block device to open
1799  * @mode: FMODE_* mask
1800  * @holder: exclusive holder identifier
1801  *
1802  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1803  * @holder are identical to blkdev_get().
1804  *
1805  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1806  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1807  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1808  * ever need it - reconsider your API.
1809  *
1810  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1811  *
1812  * CONTEXT:
1813  * Might sleep.
1814  *
1815  * RETURNS:
1816  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1817  */
1818 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1819 {
1820         struct block_device *bdev;
1821         int err;
1822
1823         bdev = bdget(dev);
1824         if (!bdev)
1825                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1826
1827         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1828         if (err)
1829                 return ERR_PTR(err);
1830
1831         return bdev;
1832 }
1833 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1834
1835 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1836 {
1837         struct block_device *bdev;
1838
1839         /*
1840          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1841          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1842          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1843          * during an unstable branch.
1844          */
1845         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1846
1847         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1848                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1849         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1850                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1851         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1852                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1853
1854         bdev = bd_acquire(inode);
1855         if (bdev == NULL)
1856                 return -ENOMEM;
1857
1858         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1859
1860         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1861 }
1862
1863 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1864 {
1865         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1866         struct block_device *victim = NULL;
1867
1868         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1869         if (for_part)
1870                 bdev->bd_part_count--;
1871
1872         if (!--bdev->bd_openers) {
1873                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1874                 sync_blockdev(bdev);
1875                 kill_bdev(bdev);
1876
1877                 bdev_write_inode(bdev);
1878         }
1879         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1880                 if (disk->fops->release)
1881                         disk->fops->release(disk, mode);
1882         }
1883         if (!bdev->bd_openers) {
1884                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1885
1886                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1887                 bdev->bd_part = NULL;
1888                 bdev->bd_disk = NULL;
1889                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1890                         victim = bdev->bd_contains;
1891                 bdev->bd_contains = NULL;
1892
1893                 put_disk(disk);
1894                 module_put(owner);
1895         }
1896         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1897         bdput(bdev);
1898         if (victim)
1899                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1900 }
1901
1902 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1903 {
1904         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1905
1906         if (mode & FMODE_EXCL) {
1907                 bool bdev_free;
1908
1909                 /*
1910                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1911                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1912                  * synchronize disk_holder unlinking.
1913                  */
1914                 spin_lock(&bdev_lock);
1915
1916                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1917                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1918
1919                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1920                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1921                         bdev->bd_holder = NULL;
1922                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1923                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1924
1925                 spin_unlock(&bdev_lock);
1926
1927                 /*
1928                  * If this was the last claim, remove holder link and
1929                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1930                  */
1931                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1932                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1933                         bdev->bd_write_holder = false;
1934                 }
1935         }
1936
1937         /*
1938          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1939          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1940          * from userland - e.g. eject(1).
1941          */
1942         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1943
1944         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1945
1946         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1947 }
1948 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1949
1950 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1951 {
1952         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1953         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1954         return 0;
1955 }
1956
1957 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1958 {
1959         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1960         fmode_t mode = file->f_mode;
1961
1962         /*
1963          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1964          * to updated it before every ioctl.
1965          */
1966         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1967                 mode |= FMODE_NDELAY;
1968         else
1969                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1970
1971         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1976  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1977  *
1978  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1979  * use.
1980  */
1981 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1982 {
1983         struct file *file = iocb->ki_filp;
1984         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1985         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1986         struct blk_plug plug;
1987         ssize_t ret;
1988
1989         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1990                 return -EPERM;
1991
1992         if (!iov_iter_count(from))
1993                 return 0;
1994
1995         if (iocb->ki_pos >= size)
1996                 return -ENOSPC;
1997
1998         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1999
2000         blk_start_plug(&plug);
2001         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2002         if (ret > 0)
2003                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2004         blk_finish_plug(&plug);
2005         return ret;
2006 }
2007 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2008
2009 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2010 {
2011         struct file *file = iocb->ki_filp;
2012         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2013         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2014         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2015
2016         if (pos >= size)
2017                 return 0;
2018
2019         size -= pos;
2020         iov_iter_truncate(to, size);
2021         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2022 }
2023 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2024
2025 /*
2026  * Try to release a page associated with block device when the system
2027  * is under memory pressure.
2028  */
2029 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2030 {
2031         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2032
2033         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2034                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2035
2036         return try_to_free_buffers(page);
2037 }
2038
2039 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2040                              struct writeback_control *wbc)
2041 {
2042         if (dax_mapping(mapping)) {
2043                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
2044
2045                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
2046         }
2047         return generic_writepages(mapping, wbc);
2048 }
2049
2050 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2051         .readpage       = blkdev_readpage,
2052         .readpages      = blkdev_readpages,
2053         .writepage      = blkdev_writepage,
2054         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2055         .write_end      = blkdev_write_end,
2056         .writepages     = blkdev_writepages,
2057         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2058         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2059         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2060 };
2061
2062 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2063                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2064                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2065
2066 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2067                              loff_t len)
2068 {
2069         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2070         struct address_space *mapping;
2071         loff_t end = start + len - 1;
2072         loff_t isize;
2073         int error;
2074
2075         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2076         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2077                 return -EOPNOTSUPP;
2078
2079         /* Don't go off the end of the device. */
2080         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2081         if (start >= isize)
2082                 return -EINVAL;
2083         if (end >= isize) {
2084                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2085                         len = isize - start;
2086                         end = start + len - 1;
2087                 } else
2088                         return -EINVAL;
2089         }
2090
2091         /*
2092          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2093          */
2094         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2095                 return -EINVAL;
2096
2097         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2098         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2099         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2100
2101         switch (mode) {
2102         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2103         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2104                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2105                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2106                 break;
2107         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2108                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2109                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2110                 break;
2111         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2112                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2113                                              GFP_KERNEL, 0);
2114                 break;
2115         default:
2116                 return -EOPNOTSUPP;
2117         }
2118         if (error)
2119                 return error;
2120
2121         /*
2122          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2123          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2124          * inclusive, so the rounding here is safe.
2125          */
2126         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2127                                              start >> PAGE_SHIFT,
2128                                              end >> PAGE_SHIFT);
2129 }
2130
2131 const struct file_operations def_blk_fops = {
2132         .open           = blkdev_open,
2133         .release        = blkdev_close,
2134         .llseek         = block_llseek,
2135         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2136         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2137         .mmap           = generic_file_mmap,
2138         .fsync          = blkdev_fsync,
2139         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2140 #ifdef CONFIG_COMPAT
2141         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2142 #endif
2143         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2144         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2145         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2146 };
2147
2148 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2149 {
2150         int res;
2151         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2152         set_fs(KERNEL_DS);
2153         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2154         set_fs(old_fs);
2155         return res;
2156 }
2157
2158 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2159
2160 /**
2161  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2162  * @pathname:   special file representing the block device
2163  *
2164  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2165  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2166  * otherwise.
2167  */
2168 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2169 {
2170         struct block_device *bdev;
2171         struct inode *inode;
2172         struct path path;
2173         int error;
2174
2175         if (!pathname || !*pathname)
2176                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2177
2178         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2179         if (error)
2180                 return ERR_PTR(error);
2181
2182         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2183         error = -ENOTBLK;
2184         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2185                 goto fail;
2186         error = -EACCES;
2187         if (!may_open_dev(&path))
2188                 goto fail;
2189         error = -ENOMEM;
2190         bdev = bd_acquire(inode);
2191         if (!bdev)
2192                 goto fail;
2193 out:
2194         path_put(&path);
2195         return bdev;
2196 fail:
2197         bdev = ERR_PTR(error);
2198         goto out;
2199 }
2200 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2201
2202 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2203 {
2204         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2205         int res = 0;
2206
2207         if (sb) {
2208                 /*
2209                  * no need to lock the super, get_super holds the
2210                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2211                  * under us (->put_super runs with the write lock
2212                  * hold).
2213                  */
2214                 shrink_dcache_sb(sb);
2215                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2216                 drop_super(sb);
2217         }
2218         invalidate_bdev(bdev);
2219         return res;
2220 }
2221 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2222
2223 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2224 {
2225         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2226
2227         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2228         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2229                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2230                 struct block_device *bdev;
2231
2232                 spin_lock(&inode->i_lock);
2233                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2234                     mapping->nrpages == 0) {
2235                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2236                         continue;
2237                 }
2238                 __iget(inode);
2239                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2240                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2241                 /*
2242                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2243                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2244                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2245                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2246                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2247                  * later.
2248                  */
2249                 iput(old_inode);
2250                 old_inode = inode;
2251                 bdev = I_BDEV(inode);
2252
2253                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2254                 if (bdev->bd_openers)
2255                         func(bdev, arg);
2256                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2257
2258                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2259         }
2260         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2261         iput(old_inode);
2262 }