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 == 0)
 107                 return;
 108
 109         invalidate_bh_lrus();
 110         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 111         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 112         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 113          * But, for the strange corners, lets be cautious
 114          */
 115         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 116 }
 117 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 118
 119 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 120 {
 121         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 122         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 123                 return -EINVAL;
 124
 125         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 126         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 127                 return -EINVAL;
 128
 129         /* Don't change the size if it is same as current */
 130         if (bdev->bd_block_size != size) {
 131                 sync_blockdev(bdev);
 132                 bdev->bd_block_size = size;
 133                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 134                 kill_bdev(bdev);
 135         }
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 140
 141 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 142 {
 143         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 144                 return 0;
 145         /* If we get here, we know size is power of two
 146          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 147         sb->s_blocksize = size;
 148         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 149         return sb->s_blocksize;
 150 }
 151
 152 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 153
 154 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 155 {
 156         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 157         if (size < minsize)
 158                 size = minsize;
 159         return sb_set_blocksize(sb, size);
 160 }
 161
 162 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 163
 164 static int
 165 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 166                 struct buffer_head *bh, int create)
 167 {
 168         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 169         bh->b_blocknr = iblock;
 170         set_buffer_mapped(bh);
 171         return 0;
 172 }
 173
 174 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 175 {
 176         return file->f_mapping->host;
 177 }
 178
 179 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 180 {
 181         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 182
 183         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 184         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 185                 op |= REQ_FUA;
 186         return op;
 187 }
 188
 189 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 190
 191 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 192 {
 193         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 194
 195         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 196         wake_up_process(waiter);
 197 }
 198
 199 static ssize_t
 200 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 201                 int nr_pages)
 202 {
 203         struct file *file = iocb->ki_filp;
 204         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 205         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 206         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 207         bool should_dirty = false;
 208         struct bio bio;
 209         ssize_t ret;
 210         blk_qc_t qc;
 211         int i;
 212
 213         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 214             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 215                 return -EINVAL;
 216
 217         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 218                 vecs = inline_vecs;
 219         else {
 220                 vecs = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct bio_vec), GFP_KERNEL);
 221                 if (!vecs)
 222                         return -ENOMEM;
 223         }
 224
 225         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 226         bio.bi_bdev = bdev;
 227         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 228         bio.bi_private = current;
 229         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 230
 231         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 232         if (unlikely(ret))
 233                 return ret;
 234         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 235
 236         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 237                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 238                 if (iter_is_iovec(iter))
 239                         should_dirty = true;
 240         } else {
 241                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 242                 task_io_account_write(ret);
 243         }
 244
 245         qc = submit_bio(&bio);
 246         for (;;) {
 247                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 248                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 249                         break;
 250                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 251                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 252                         io_schedule();
 253         }
 254         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 255
 256         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 257                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 258                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 259                 put_page(bvec->bv_page);
 260         }
 261
 262         if (vecs != inline_vecs)
 263                 kfree(vecs);
 264
 265         if (unlikely(bio.bi_error))
 266                 return bio.bi_error;
 267         return ret;
 268 }
 269
 270 struct blkdev_dio {
 271         union {
 272                 struct kiocb            *iocb;
 273                 struct task_struct      *waiter;
 274         };
 275         size_t                  size;
 276         atomic_t                ref;
 277         bool                    multi_bio : 1;
 278         bool                    should_dirty : 1;
 279         bool                    is_sync : 1;
 280         struct bio              bio;
 281 };
 282
 283 static struct bio_set *blkdev_dio_pool __read_mostly;
 284
 285 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 286 {
 287         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 288         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 289
 290         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 291                 if (bio->bi_error && !dio->bio.bi_error)
 292                         dio->bio.bi_error = bio->bi_error;
 293         } else {
 294                 if (!dio->is_sync) {
 295                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 296                         ssize_t ret = dio->bio.bi_error;
 297
 298                         if (likely(!ret)) {
 299                                 ret = dio->size;
 300                                 iocb->ki_pos += ret;
 301                         }
 302
 303                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 304                         bio_put(&dio->bio);
 305                 } else {
 306                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 307
 308                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 309                         wake_up_process(waiter);
 310                 }
 311         }
 312
 313         if (should_dirty) {
 314                 bio_check_pages_dirty(bio);
 315         } else {
 316                 struct bio_vec *bvec;
 317                 int i;
 318
 319                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 320                         put_page(bvec->bv_page);
 321                 bio_put(bio);
 322         }
 323 }
 324
 325 static ssize_t
 326 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 327 {
 328         struct file *file = iocb->ki_filp;
 329         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 330         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 331         struct blkdev_dio *dio;
 332         struct bio *bio;
 333         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ);
 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_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         for (;;) {
 357                 bio->bi_bdev = bdev;
 358                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 359                 bio->bi_private = dio;
 360                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 361
 362                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 363                 if (unlikely(ret)) {
 364                         bio->bi_error = ret;
 365                         bio_endio(bio);
 366                         break;
 367                 }
 368
 369                 if (is_read) {
 370                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 371                         if (dio->should_dirty)
 372                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 373                 } else {
 374                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 375                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 376                 }
 377
 378                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 379                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 380
 381                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 382                 if (!nr_pages) {
 383                         qc = submit_bio(bio);
 384                         break;
 385                 }
 386
 387                 if (!dio->multi_bio) {
 388                         dio->multi_bio = true;
 389                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 390                 } else {
 391                         atomic_inc(&dio->ref);
 392                 }
 393
 394                 submit_bio(bio);
 395                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 396         }
 397
 398         if (!dio->is_sync)
 399                 return -EIOCBQUEUED;
 400
 401         for (;;) {
 402                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 403                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 404                         break;
 405
 406                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 407                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
 408                         io_schedule();
 409         }
 410         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 411
 412         ret = dio->bio.bi_error;
 413         if (likely(!ret))
 414                 ret = dio->size;
 415
 416         bio_put(&dio->bio);
 417         return ret;
 418 }
 419
 420 static ssize_t
 421 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 422 {
 423         int nr_pages;
 424
 425         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 426         if (!nr_pages)
 427                 return 0;
 428         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 429                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 430
 431         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 432 }
 433
 434 static __init int blkdev_init(void)
 435 {
 436         blkdev_dio_pool = bioset_create(4, offsetof(struct blkdev_dio, bio));
 437         if (!blkdev_dio_pool)
 438                 return -ENOMEM;
 439         return 0;
 440 }
 441 module_init(blkdev_init);
 442
 443 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 444 {
 445         if (!bdev)
 446                 return 0;
 447         if (!wait)
 448                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 449         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 450 }
 451
 452 /*
 453  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 454  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 455  */
 456 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 457 {
 458         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 459 }
 460 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 461
 462 /*
 463  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 464  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 465  * device.  Takes the superblock lock.
 466  */
 467 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 468 {
 469         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 470         if (sb) {
 471                 int res = sync_filesystem(sb);
 472                 drop_super(sb);
 473                 return res;
 474         }
 475         return sync_blockdev(bdev);
 476 }
 477 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 478
 479 /**
 480  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 481  * @bdev:       blockdevice to lock
 482  *
 483  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 484  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 485  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 486  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 487  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 488  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 489  * actually.
 490  */
 491 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 492 {
 493         struct super_block *sb;
 494         int error = 0;
 495
 496         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 497         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 498                 /*
 499                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 500                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 501                  * thaw_bdev drops it.
 502                  */
 503                 sb = get_super(bdev);
 504                 if (sb)
 505                         drop_super(sb);
 506                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 507                 return sb;
 508         }
 509
 510         sb = get_active_super(bdev);
 511         if (!sb)
 512                 goto out;
 513         if (sb->s_op->freeze_super)
 514                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 515         else
 516                 error = freeze_super(sb);
 517         if (error) {
 518                 deactivate_super(sb);
 519                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 520                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 521                 return ERR_PTR(error);
 522         }
 523         deactivate_super(sb);
 524  out:
 525         sync_blockdev(bdev);
 526         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 527         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 528 }
 529 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 530
 531 /**
 532  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 533  * @bdev:       blockdevice to unlock
 534  * @sb:         associated superblock
 535  *
 536  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 537  */
 538 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 539 {
 540         int error = -EINVAL;
 541
 542         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 543         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 544                 goto out;
 545
 546         error = 0;
 547         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 548                 goto out;
 549
 550         if (!sb)
 551                 goto out;
 552
 553         if (sb->s_op->thaw_super)
 554                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 555         else
 556                 error = thaw_super(sb);
 557         if (error)
 558                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 559 out:
 560         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 561         return error;
 562 }
 563 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 564
 565 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 566 {
 567         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 568 }
 569
 570 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 571 {
 572         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 573 }
 574
 575 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 576                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 577 {
 578         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 579 }
 580
 581 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 582                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 583                         struct page **pagep, void **fsdata)
 584 {
 585         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 586                                  blkdev_get_block);
 587 }
 588
 589 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 590                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 591                         struct page *page, void *fsdata)
 592 {
 593         int ret;
 594         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 595
 596         unlock_page(page);
 597         put_page(page);
 598
 599         return ret;
 600 }
 601
 602 /*
 603  * private llseek:
 604  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 605  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 606  */
 607 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 608 {
 609         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 610         loff_t retval;
 611
 612         inode_lock(bd_inode);
 613         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 614         inode_unlock(bd_inode);
 615         return retval;
 616 }
 617
 618 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 619 {
 620         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 621         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 622         int error;
 623
 624         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 625         if (error)
 626                 return error;
 627
 628         /*
 629          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 630          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 631          * O_SYNC writers to a block device.
 632          */
 633         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 634         if (error == -EOPNOTSUPP)
 635                 error = 0;
 636
 637         return error;
 638 }
 639 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 640
 641 /**
 642  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 643  * @bdev: The device to read the page from
 644  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 645  * @page: The page to read
 646  *
 647  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 648  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 649  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 650  *
 651  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 652  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 653  * than propagate an error back up the stack.
 654  *
 655  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 656  */
 657 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 658                         struct page *page)
 659 {
 660         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 661         int result = -EOPNOTSUPP;
 662
 663         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 664                 return result;
 665
 666         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 667         if (result)
 668                 return result;
 669         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 670         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 671         return result;
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 674
 675 /**
 676  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 677  * @bdev: The device to write the page to
 678  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 679  * @page: The page to write
 680  * @wbc: The writeback_control for the write
 681  *
 682  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 683  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 684  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 685  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 686  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 687  *
 688  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 689  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 690  * than propagate an error back up the stack.
 691  *
 692  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 693  */
 694 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 695                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 696 {
 697         int result;
 698         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 699
 700         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 701                 return -EOPNOTSUPP;
 702         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 703         if (result)
 704                 return result;
 705
 706         set_page_writeback(page);
 707         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 708         if (result)
 709                 end_page_writeback(page);
 710         else
 711                 unlock_page(page);
 712         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 713         return result;
 714 }
 715 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 716
 717 /**
 718  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
 719  * @bdev: The device containing the memory
 720  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
 721  *
 722  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
 723  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
 724  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
 725  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
 726  * page tables.
 727  *
 728  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
 729  * accessible at this address.
 730  */
 731 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
 732 {
 733         sector_t sector = dax->sector;
 734         long avail, size = dax->size;
 735         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 736
 737         /*
 738          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
 739          * memory directly accessible.
 740          */
 741         might_sleep();
 742
 743         if (size < 0)
 744                 return size;
 745         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
 746                 return -EOPNOTSUPP;
 747         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
 748                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
 749                 return -ERANGE;
 750         sector += get_start_sect(bdev);
 751         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
 752                 return -EINVAL;
 753         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
 754         if (!avail)
 755                 return -ERANGE;
 756         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
 757                 return -ENXIO;
 758         return min(avail, size);
 759 }
 760 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
 761
 762 /**
 763  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 764  * @sb: The superblock of the device
 765  * @blocksize: The block size of the device
 766  *
 767  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 768  * can be mounted with dax option.
 769  *
 770  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 771  */
 772 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 773 {
 774         struct blk_dax_ctl dax = {
 775                 .sector = 0,
 776                 .size = PAGE_SIZE,
 777         };
 778         int err;
 779
 780         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 781                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 782                 return -EINVAL;
 783         }
 784
 785         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
 786         if (err < 0) {
 787                 switch (err) {
 788                 case -EOPNOTSUPP:
 789                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 790                                 "error: device does not support dax");
 791                         break;
 792                 case -EINVAL:
 793                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 794                                 "error: unaligned partition for dax");
 795                         break;
 796                 default:
 797                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 798                                 "error: dax access failed (%d)", err);
 799                 }
 800                 return err;
 801         }
 802
 803         return 0;
 804 }
 805 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 806
 807 /**
 808  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
 809  * @bdev: The device for raw block device access
 810  */
 811 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
 812 {
 813         struct blk_dax_ctl dax = {
 814                 .size = PAGE_SIZE,
 815         };
 816
 817         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
 818                 return false;
 819
 820         dax.sector = 0;
 821         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 822                 return false;
 823
 824         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
 825         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 826                 return false;
 827
 828         return true;
 829 }
 830
 831 /*
 832  * pseudo-fs
 833  */
 834
 835 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 836 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 837
 838 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 839 {
 840         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 841         if (!ei)
 842                 return NULL;
 843         return &ei->vfs_inode;
 844 }
 845
 846 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 847 {
 848         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 849         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 850
 851         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 852 }
 853
 854 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 855 {
 856         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 857 }
 858
 859 static void init_once(void *foo)
 860 {
 861         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 862         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 863
 864         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 865         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 866         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 867 #ifdef CONFIG_SYSFS
 868         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 869 #endif
 870         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 871         /* Initialize mutex for freeze. */
 872         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 873 }
 874
 875 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 876 {
 877         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 878         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 879         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 880         clear_inode(inode);
 881         spin_lock(&bdev_lock);
 882         list_del_init(&bdev->bd_list);
 883         spin_unlock(&bdev_lock);
 884 }
 885
 886 static const struct super_operations bdev_sops = {
 887         .statfs = simple_statfs,
 888         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 889         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 890         .drop_inode = generic_delete_inode,
 891         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 892 };
 893
 894 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 895         int flags, const char *dev_name, void *data)
 896 {
 897         struct dentry *dent;
 898         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 899         if (!IS_ERR(dent))
 900                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 901         return dent;
 902 }
 903
 904 static struct file_system_type bd_type = {
 905         .name           = "bdev",
 906         .mount          = bd_mount,
 907         .kill_sb        = kill_anon_super,
 908 };
 909
 910 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 911 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 912
 913 void __init bdev_cache_init(void)
 914 {
 915         int err;
 916         static struct vfsmount *bd_mnt;
 917
 918         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 919                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 920                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 921                         init_once);
 922         err = register_filesystem(&bd_type);
 923         if (err)
 924                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 925         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 926         if (IS_ERR(bd_mnt))
 927                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 928         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 929 }
 930
 931 /*
 932  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 933  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 934  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 935  */
 936 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 937 {
 938         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 939 }
 940
 941 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 942 {
 943         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 944 }
 945
 946 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 947 {
 948         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 949         return 0;
 950 }
 951
 952 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 953
 954 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 955 {
 956         struct block_device *bdev;
 957         struct inode *inode;
 958
 959         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 960                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 961
 962         if (!inode)
 963                 return NULL;
 964
 965         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 966
 967         if (inode->i_state & I_NEW) {
 968                 bdev->bd_contains = NULL;
 969                 bdev->bd_super = NULL;
 970                 bdev->bd_inode = inode;
 971                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 972                 bdev->bd_part_count = 0;
 973                 bdev->bd_invalidated = 0;
 974                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 975                 inode->i_rdev = dev;
 976                 inode->i_bdev = bdev;
 977                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 978                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 979                 spin_lock(&bdev_lock);
 980                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 981                 spin_unlock(&bdev_lock);
 982                 unlock_new_inode(inode);
 983         }
 984         return bdev;
 985 }
 986
 987 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 988
 989 /**
 990  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 991  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 992  */
 993 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 994 {
 995         ihold(bdev->bd_inode);
 996         return bdev;
 997 }
 998 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 999
1000 long nr_blockdev_pages(void)
1001 {
1002         struct block_device *bdev;
1003         long ret = 0;
1004         spin_lock(&bdev_lock);
1005         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
1006                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
1007         }
1008         spin_unlock(&bdev_lock);
1009         return ret;
1010 }
1011
1012 void bdput(struct block_device *bdev)
1013 {
1014         iput(bdev->bd_inode);
1015 }
1016
1017 EXPORT_SYMBOL(bdput);
1018
1019 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
1020 {
1021         struct block_device *bdev;
1022
1023         spin_lock(&bdev_lock);
1024         bdev = inode->i_bdev;
1025         if (bdev) {
1026                 bdgrab(bdev);
1027                 spin_unlock(&bdev_lock);
1028                 return bdev;
1029         }
1030         spin_unlock(&bdev_lock);
1031
1032         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1033         if (bdev) {
1034                 spin_lock(&bdev_lock);
1035                 if (!inode->i_bdev) {
1036                         /*
1037                          * We take an additional reference to bd_inode,
1038                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1039                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1040                          * without igrab().
1041                          */
1042                         bdgrab(bdev);
1043                         inode->i_bdev = bdev;
1044                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1045                 }
1046                 spin_unlock(&bdev_lock);
1047         }
1048         return bdev;
1049 }
1050
1051 /* Call when you free inode */
1052
1053 void bd_forget(struct inode *inode)
1054 {
1055         struct block_device *bdev = NULL;
1056
1057         spin_lock(&bdev_lock);
1058         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1059                 bdev = inode->i_bdev;
1060         inode->i_bdev = NULL;
1061         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1062         spin_unlock(&bdev_lock);
1063
1064         if (bdev)
1065                 bdput(bdev);
1066 }
1067
1068 /**
1069  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1070  * @bdev: block device of interest
1071  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1072  * @holder: holder trying to claim @bdev
1073  *
1074  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1075  *
1076  * CONTEXT:
1077  * spin_lock(&bdev_lock).
1078  *
1079  * RETURNS:
1080  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1081  */
1082 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1083                          void *holder)
1084 {
1085         if (bdev->bd_holder == holder)
1086                 return true;     /* already a holder */
1087         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1088                 return false;    /* held by someone else */
1089         else if (whole == bdev)
1090                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1091
1092         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1093                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1094         else if (whole->bd_holder != NULL)
1095                 return false;    /* is a partition of a held device */
1096         else
1097                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1098 }
1099
1100 /**
1101  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1102  * @bdev: block device of interest
1103  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1104  * @holder: holder trying to claim @bdev
1105  *
1106  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1107  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1108  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1109  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1110  *
1111  * CONTEXT:
1112  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1113  * it multiple times.
1114  *
1115  * RETURNS:
1116  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1117  */
1118 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1119                                struct block_device *whole, void *holder)
1120 {
1121 retry:
1122         /* if someone else claimed, fail */
1123         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1124                 return -EBUSY;
1125
1126         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1127         if (whole->bd_claiming) {
1128                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1129                 DEFINE_WAIT(wait);
1130
1131                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1132                 spin_unlock(&bdev_lock);
1133                 schedule();
1134                 finish_wait(wq, &wait);
1135                 spin_lock(&bdev_lock);
1136                 goto retry;
1137         }
1138
1139         /* yay, all mine */
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 /**
1144  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1145  * @bdev: block device of interest
1146  * @holder: holder trying to claim @bdev
1147  *
1148  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1149  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1150  * successful call to this function must be matched with a call to
1151  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1152  * fail).
1153  *
1154  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1155  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1156  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1157  * access but may subsequently fail.
1158  *
1159  * CONTEXT:
1160  * Might sleep.
1161  *
1162  * RETURNS:
1163  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1164  * value on failure.
1165  */
1166 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1167                                               void *holder)
1168 {
1169         struct gendisk *disk;
1170         struct block_device *whole;
1171         int partno, err;
1172
1173         might_sleep();
1174
1175         /*
1176          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1177          * and grab the outer block device the hard way.
1178          */
1179         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1180         if (!disk)
1181                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1182
1183         /*
1184          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1185          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1186          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1187          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1188          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1189          * way.
1190          */
1191         if (partno)
1192                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1193         else
1194                 whole = bdgrab(bdev);
1195
1196         module_put(disk->fops->owner);
1197         put_disk(disk);
1198         if (!whole)
1199                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1200
1201         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1202         spin_lock(&bdev_lock);
1203
1204         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1205         if (err == 0) {
1206                 whole->bd_claiming = holder;
1207                 spin_unlock(&bdev_lock);
1208                 return whole;
1209         } else {
1210                 spin_unlock(&bdev_lock);
1211                 bdput(whole);
1212                 return ERR_PTR(err);
1213         }
1214 }
1215
1216 #ifdef CONFIG_SYSFS
1217 struct bd_holder_disk {
1218         struct list_head        list;
1219         struct gendisk          *disk;
1220         int                     refcnt;
1221 };
1222
1223 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1224                                                   struct gendisk *disk)
1225 {
1226         struct bd_holder_disk *holder;
1227
1228         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1229                 if (holder->disk == disk)
1230                         return holder;
1231         return NULL;
1232 }
1233
1234 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1235 {
1236         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1237 }
1238
1239 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1240 {
1241         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1242 }
1243
1244 /**
1245  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1246  * @bdev: the claimed slave bdev
1247  * @disk: the holding disk
1248  *
1249  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1250  *
1251  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1252  *
1253  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1254  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1255  *
1256  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1257  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1258  *
1259  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1260  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1261  *
1262  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1263  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1264  * lifetime of these symlinks.
1265  *
1266  * CONTEXT:
1267  * Might sleep.
1268  *
1269  * RETURNS:
1270  * 0 on success, -errno on failure.
1271  */
1272 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1273 {
1274         struct bd_holder_disk *holder;
1275         int ret = 0;
1276
1277         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1278
1279         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1280
1281         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1282         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1283                 goto out_unlock;
1284
1285         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1286         if (holder) {
1287                 holder->refcnt++;
1288                 goto out_unlock;
1289         }
1290
1291         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1292         if (!holder) {
1293                 ret = -ENOMEM;
1294                 goto out_unlock;
1295         }
1296
1297         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1298         holder->disk = disk;
1299         holder->refcnt = 1;
1300
1301         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1302         if (ret)
1303                 goto out_free;
1304
1305         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1306         if (ret)
1307                 goto out_del;
1308         /*
1309          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1310          * the holder directory.  Hold on to it.
1311          */
1312         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1313
1314         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1315         goto out_unlock;
1316
1317 out_del:
1318         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1319 out_free:
1320         kfree(holder);
1321 out_unlock:
1322         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1323         return ret;
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1326
1327 /**
1328  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1329  * @bdev: the calimed slave bdev
1330  * @disk: the holding disk
1331  *
1332  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1333  *
1334  * CONTEXT:
1335  * Might sleep.
1336  */
1337 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1338 {
1339         struct bd_holder_disk *holder;
1340
1341         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1342
1343         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1344
1345         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1346                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1347                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1348                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1349                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1350                 list_del_init(&holder->list);
1351                 kfree(holder);
1352         }
1353
1354         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1355 }
1356 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1357 #endif
1358
1359 /**
1360  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1361  *
1362  * @bdev:      struct block device to be flushed
1363  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1364  *
1365  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1366  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1367  * resize.
1368  */
1369 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1370 {
1371         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1372                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1373                        "resized disk %s\n",
1374                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1375         }
1376
1377         if (!bdev->bd_disk)
1378                 return;
1379         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1380                 bdev->bd_invalidated = 1;
1381 }
1382
1383 /**
1384  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1385  * @disk: struct gendisk to check
1386  * @bdev: struct bdev to adjust.
1387  *
1388  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1389  * and adjusts it if it differs.
1390  */
1391 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1392 {
1393         loff_t disk_size, bdev_size;
1394
1395         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1396         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1397         if (disk_size != bdev_size) {
1398                 printk(KERN_INFO
1399                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1400                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1401                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1402                 flush_disk(bdev, false);
1403         }
1404 }
1405 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1406
1407 /**
1408  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1409  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1410  *
1411  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1412  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1413  * for all revalidate_disk operations.
1414  */
1415 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1416 {
1417         struct block_device *bdev;
1418         int ret = 0;
1419
1420         if (disk->fops->revalidate_disk)
1421                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1422         blk_integrity_revalidate(disk);
1423         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1424         if (!bdev)
1425                 return ret;
1426
1427         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1428         check_disk_size_change(disk, bdev);
1429         bdev->bd_invalidated = 0;
1430         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1431         bdput(bdev);
1432         return ret;
1433 }
1434 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1435
1436 /*
1437  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1438  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1439  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1440  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1441  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1442  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1443  * to lose :-)
1444  */
1445 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1446 {
1447         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1448         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1449         unsigned int events;
1450
1451         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1452                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1453         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1454                 return 0;
1455
1456         flush_disk(bdev, true);
1457         if (bdops->revalidate_disk)
1458                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1459         return 1;
1460 }
1461
1462 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1463
1464 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1465 {
1466         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1467
1468         inode_lock(bdev->bd_inode);
1469         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1470         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1471         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1472                 if (size & bsize)
1473                         break;
1474                 bsize <<= 1;
1475         }
1476         bdev->bd_block_size = bsize;
1477         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1478 }
1479 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1480
1481 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1482
1483 /*
1484  * bd_mutex locking:
1485  *
1486  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1487  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1488  */
1489
1490 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1491 {
1492         struct gendisk *disk;
1493         struct module *owner;
1494         int ret;
1495         int partno;
1496         int perm = 0;
1497
1498         if (mode & FMODE_READ)
1499                 perm |= MAY_READ;
1500         if (mode & FMODE_WRITE)
1501                 perm |= MAY_WRITE;
1502         /*
1503          * hooks: /n/, see "layering violations".
1504          */
1505         if (!for_part) {
1506                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1507                 if (ret != 0) {
1508                         bdput(bdev);
1509                         return ret;
1510                 }
1511         }
1512
1513  restart:
1514
1515         ret = -ENXIO;
1516         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1517         if (!disk)
1518                 goto out;
1519         owner = disk->fops->owner;
1520
1521         disk_block_events(disk);
1522         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1523         if (!bdev->bd_openers) {
1524                 bdev->bd_disk = disk;
1525                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1526                 bdev->bd_contains = bdev;
1527
1528                 if (!partno) {
1529                         ret = -ENXIO;
1530                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1531                         if (!bdev->bd_part)
1532                                 goto out_clear;
1533
1534                         ret = 0;
1535                         if (disk->fops->open) {
1536                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1537                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1538                                         /* Lost a race with 'disk' being
1539                                          * deleted, try again.
1540                                          * See md.c
1541                                          */
1542                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1543                                         bdev->bd_part = NULL;
1544                                         bdev->bd_disk = NULL;
1545                                         bdev->bd_queue = NULL;
1546                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1547                                         disk_unblock_events(disk);
1548                                         put_disk(disk);
1549                                         module_put(owner);
1550                                         goto restart;
1551                                 }
1552                         }
1553
1554                         if (!ret)
1555                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1556
1557                         /*
1558                          * If the device is invalidated, rescan partition
1559                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1560                          * The latter is necessary to prevent ghost
1561                          * partitions on a removed medium.
1562                          */
1563                         if (bdev->bd_invalidated) {
1564                                 if (!ret)
1565                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1566                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1567                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1568                         }
1569
1570                         if (ret)
1571                                 goto out_clear;
1572                 } else {
1573                         struct block_device *whole;
1574                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1575                         ret = -ENOMEM;
1576                         if (!whole)
1577                                 goto out_clear;
1578                         BUG_ON(for_part);
1579                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1580                         if (ret)
1581                                 goto out_clear;
1582                         bdev->bd_contains = whole;
1583                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1584                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1585                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1586                                 ret = -ENXIO;
1587                                 goto out_clear;
1588                         }
1589                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1590                 }
1591         } else {
1592                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1593                         ret = 0;
1594                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1595                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1596                         /* the same as first opener case, read comment there */
1597                         if (bdev->bd_invalidated) {
1598                                 if (!ret)
1599                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1600                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1601                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1602                         }
1603                         if (ret)
1604                                 goto out_unlock_bdev;
1605                 }
1606                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1607                 put_disk(disk);
1608                 module_put(owner);
1609         }
1610         bdev->bd_openers++;
1611         if (for_part)
1612                 bdev->bd_part_count++;
1613         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1614         disk_unblock_events(disk);
1615         return 0;
1616
1617  out_clear:
1618         disk_put_part(bdev->bd_part);
1619         bdev->bd_disk = NULL;
1620         bdev->bd_part = NULL;
1621         bdev->bd_queue = NULL;
1622         if (bdev != bdev->bd_contains)
1623                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1624         bdev->bd_contains = NULL;
1625  out_unlock_bdev:
1626         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1627         disk_unblock_events(disk);
1628         put_disk(disk);
1629         module_put(owner);
1630  out:
1631         bdput(bdev);
1632
1633         return ret;
1634 }
1635
1636 /**
1637  * blkdev_get - open a block device
1638  * @bdev: block_device to open
1639  * @mode: FMODE_* mask
1640  * @holder: exclusive holder identifier
1641  *
1642  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1643  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1644  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1645  *
1646  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1647  * @bdev is put.
1648  *
1649  * CONTEXT:
1650  * Might sleep.
1651  *
1652  * RETURNS:
1653  * 0 on success, -errno on failure.
1654  */
1655 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1656 {
1657         struct block_device *whole = NULL;
1658         int res;
1659
1660         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1661
1662         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1663                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1664                 if (IS_ERR(whole)) {
1665                         bdput(bdev);
1666                         return PTR_ERR(whole);
1667                 }
1668         }
1669
1670         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1671
1672         if (whole) {
1673                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1674
1675                 /* finish claiming */
1676                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1677                 spin_lock(&bdev_lock);
1678
1679                 if (!res) {
1680                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1681                         /*
1682                          * Note that for a whole device bd_holders
1683                          * will be incremented twice, and bd_holder
1684                          * will be set to bd_may_claim before being
1685                          * set to holder
1686                          */
1687                         whole->bd_holders++;
1688                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1689                         bdev->bd_holders++;
1690                         bdev->bd_holder = holder;
1691                 }
1692
1693                 /* tell others that we're done */
1694                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1695                 whole->bd_claiming = NULL;
1696                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1697
1698                 spin_unlock(&bdev_lock);
1699
1700                 /*
1701                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1702                  * write holder makes the write_holder state stick until
1703                  * all are released.  This is good enough and tracking
1704                  * individual writeable reference is too fragile given the
1705                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1706                  */
1707                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1708                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1709                         bdev->bd_write_holder = true;
1710                         disk_block_events(disk);
1711                 }
1712
1713                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1714                 bdput(whole);
1715         }
1716
1717         return res;
1718 }
1719 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1720
1721 /**
1722  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1723  * @path: path to the block device to open
1724  * @mode: FMODE_* mask
1725  * @holder: exclusive holder identifier
1726  *
1727  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1728  * and @holder are identical to blkdev_get().
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_path(const char *path, fmode_t mode,
1739                                         void *holder)
1740 {
1741         struct block_device *bdev;
1742         int err;
1743
1744         bdev = lookup_bdev(path);
1745         if (IS_ERR(bdev))
1746                 return bdev;
1747
1748         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1749         if (err)
1750                 return ERR_PTR(err);
1751
1752         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1753                 blkdev_put(bdev, mode);
1754                 return ERR_PTR(-EACCES);
1755         }
1756
1757         return bdev;
1758 }
1759 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1760
1761 /**
1762  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1763  * @dev: device number of block device to open
1764  * @mode: FMODE_* mask
1765  * @holder: exclusive holder identifier
1766  *
1767  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1768  * @holder are identical to blkdev_get().
1769  *
1770  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1771  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1772  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1773  * ever need it - reconsider your API.
1774  *
1775  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1776  *
1777  * CONTEXT:
1778  * Might sleep.
1779  *
1780  * RETURNS:
1781  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1782  */
1783 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1784 {
1785         struct block_device *bdev;
1786         int err;
1787
1788         bdev = bdget(dev);
1789         if (!bdev)
1790                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1791
1792         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1793         if (err)
1794                 return ERR_PTR(err);
1795
1796         return bdev;
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1799
1800 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1801 {
1802         struct block_device *bdev;
1803
1804         /*
1805          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1806          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1807          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1808          * during an unstable branch.
1809          */
1810         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1811
1812         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1813                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1814         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1815                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1816         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1817                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1818
1819         bdev = bd_acquire(inode);
1820         if (bdev == NULL)
1821                 return -ENOMEM;
1822
1823         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1824
1825         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1826 }
1827
1828 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1829 {
1830         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1831         struct block_device *victim = NULL;
1832
1833         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1834         if (for_part)
1835                 bdev->bd_part_count--;
1836
1837         if (!--bdev->bd_openers) {
1838                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1839                 sync_blockdev(bdev);
1840                 kill_bdev(bdev);
1841
1842                 bdev_write_inode(bdev);
1843                 /*
1844                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1845                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1846                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1847                  */
1848                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1849         }
1850         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1851                 if (disk->fops->release)
1852                         disk->fops->release(disk, mode);
1853         }
1854         if (!bdev->bd_openers) {
1855                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1856
1857                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1858                 bdev->bd_part = NULL;
1859                 bdev->bd_disk = NULL;
1860                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1861                         victim = bdev->bd_contains;
1862                 bdev->bd_contains = NULL;
1863
1864                 put_disk(disk);
1865                 module_put(owner);
1866         }
1867         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1868         bdput(bdev);
1869         if (victim)
1870                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1871 }
1872
1873 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1874 {
1875         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1876
1877         if (mode & FMODE_EXCL) {
1878                 bool bdev_free;
1879
1880                 /*
1881                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1882                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1883                  * synchronize disk_holder unlinking.
1884                  */
1885                 spin_lock(&bdev_lock);
1886
1887                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1888                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1889
1890                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1891                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1892                         bdev->bd_holder = NULL;
1893                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1894                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1895
1896                 spin_unlock(&bdev_lock);
1897
1898                 /*
1899                  * If this was the last claim, remove holder link and
1900                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1901                  */
1902                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1903                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1904                         bdev->bd_write_holder = false;
1905                 }
1906         }
1907
1908         /*
1909          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1910          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1911          * from userland - e.g. eject(1).
1912          */
1913         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1914
1915         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1916
1917         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1918 }
1919 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1920
1921 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1922 {
1923         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1924         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1929 {
1930         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1931         fmode_t mode = file->f_mode;
1932
1933         /*
1934          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1935          * to updated it before every ioctl.
1936          */
1937         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1938                 mode |= FMODE_NDELAY;
1939         else
1940                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1941
1942         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1947  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1948  *
1949  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1950  * use.
1951  */
1952 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1953 {
1954         struct file *file = iocb->ki_filp;
1955         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1956         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1957         struct blk_plug plug;
1958         ssize_t ret;
1959
1960         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1961                 return -EPERM;
1962
1963         if (!iov_iter_count(from))
1964                 return 0;
1965
1966         if (iocb->ki_pos >= size)
1967                 return -ENOSPC;
1968
1969         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1970
1971         blk_start_plug(&plug);
1972         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1973         if (ret > 0)
1974                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1975         blk_finish_plug(&plug);
1976         return ret;
1977 }
1978 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1979
1980 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1981 {
1982         struct file *file = iocb->ki_filp;
1983         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1984         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1985         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1986
1987         if (pos >= size)
1988                 return 0;
1989
1990         size -= pos;
1991         iov_iter_truncate(to, size);
1992         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1993 }
1994 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1995
1996 /*
1997  * Try to release a page associated with block device when the system
1998  * is under memory pressure.
1999  */
2000 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2001 {
2002         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2003
2004         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2005                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2006
2007         return try_to_free_buffers(page);
2008 }
2009
2010 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2011                              struct writeback_control *wbc)
2012 {
2013         if (dax_mapping(mapping)) {
2014                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
2015
2016                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
2017         }
2018         return generic_writepages(mapping, wbc);
2019 }
2020
2021 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2022         .readpage       = blkdev_readpage,
2023         .readpages      = blkdev_readpages,
2024         .writepage      = blkdev_writepage,
2025         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2026         .write_end      = blkdev_write_end,
2027         .writepages     = blkdev_writepages,
2028         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2029         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2030         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2031 };
2032
2033 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2034                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2035                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2036
2037 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2038                              loff_t len)
2039 {
2040         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2041         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
2042         struct address_space *mapping;
2043         loff_t end = start + len - 1;
2044         loff_t isize;
2045         int error;
2046
2047         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2048         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2049                 return -EOPNOTSUPP;
2050
2051         /* Don't go off the end of the device. */
2052         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2053         if (start >= isize)
2054                 return -EINVAL;
2055         if (end >= isize) {
2056                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2057                         len = isize - start;
2058                         end = start + len - 1;
2059                 } else
2060                         return -EINVAL;
2061         }
2062
2063         /*
2064          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2065          */
2066         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2067                 return -EINVAL;
2068
2069         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2070         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2071         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2072
2073         switch (mode) {
2074         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2075         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2076                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2077                                             GFP_KERNEL, false);
2078                 break;
2079         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2080                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
2081                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
2082                         return -EOPNOTSUPP;
2083                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2084                                              GFP_KERNEL, 0);
2085                 break;
2086         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2087                 if (!blk_queue_discard(q))
2088                         return -EOPNOTSUPP;
2089                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2090                                              GFP_KERNEL, 0);
2091                 break;
2092         default:
2093                 return -EOPNOTSUPP;
2094         }
2095         if (error)
2096                 return error;
2097
2098         /*
2099          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2100          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2101          * inclusive, so the rounding here is safe.
2102          */
2103         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2104                                              start >> PAGE_SHIFT,
2105                                              end >> PAGE_SHIFT);
2106 }
2107
2108 const struct file_operations def_blk_fops = {
2109         .open           = blkdev_open,
2110         .release        = blkdev_close,
2111         .llseek         = block_llseek,
2112         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2113         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2114         .mmap           = generic_file_mmap,
2115         .fsync          = blkdev_fsync,
2116         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2117 #ifdef CONFIG_COMPAT
2118         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2119 #endif
2120         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2121         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2122         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2123 };
2124
2125 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2126 {
2127         int res;
2128         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2129         set_fs(KERNEL_DS);
2130         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2131         set_fs(old_fs);
2132         return res;
2133 }
2134
2135 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2136
2137 /**
2138  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2139  * @pathname:   special file representing the block device
2140  *
2141  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2142  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2143  * otherwise.
2144  */
2145 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2146 {
2147         struct block_device *bdev;
2148         struct inode *inode;
2149         struct path path;
2150         int error;
2151
2152         if (!pathname || !*pathname)
2153                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2154
2155         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2156         if (error)
2157                 return ERR_PTR(error);
2158
2159         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2160         error = -ENOTBLK;
2161         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2162                 goto fail;
2163         error = -EACCES;
2164         if (!may_open_dev(&path))
2165                 goto fail;
2166         error = -ENOMEM;
2167         bdev = bd_acquire(inode);
2168         if (!bdev)
2169                 goto fail;
2170 out:
2171         path_put(&path);
2172         return bdev;
2173 fail:
2174         bdev = ERR_PTR(error);
2175         goto out;
2176 }
2177 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2178
2179 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2180 {
2181         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2182         int res = 0;
2183
2184         if (sb) {
2185                 /*
2186                  * no need to lock the super, get_super holds the
2187                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2188                  * under us (->put_super runs with the write lock
2189                  * hold).
2190                  */
2191                 shrink_dcache_sb(sb);
2192                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2193                 drop_super(sb);
2194         }
2195         invalidate_bdev(bdev);
2196         return res;
2197 }
2198 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2199
2200 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2201 {
2202         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2203
2204         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2205         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2206                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2207                 struct block_device *bdev;
2208
2209                 spin_lock(&inode->i_lock);
2210                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2211                     mapping->nrpages == 0) {
2212                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2213                         continue;
2214                 }
2215                 __iget(inode);
2216                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2217                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2218                 /*
2219                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2220                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2221                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2222                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2223                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2224                  * later.
2225                  */
2226                 iput(old_inode);
2227                 old_inode = inode;
2228                 bdev = I_BDEV(inode);
2229
2230                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2231                 if (bdev->bd_openers)
2232                         func(bdev, arg);
2233                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2234
2235                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2236         }
2237         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2238         iput(old_inode);
2239 }