]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/block_dev.c
block: make nr_iovecs unsigned in bio_alloc_bioset()
[karo-tx-linux.git] / 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 blk_plug plug;
332         struct blkdev_dio *dio;
333         struct bio *bio;
334         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
335         loff_t pos = iocb->ki_pos;
336         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
337         int ret;
338
339         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
340             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
341                 return -EINVAL;
342
343         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, blkdev_dio_pool);
344         bio_get(bio); /* extra ref for the completion handler */
345
346         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
347         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
348         if (dio->is_sync)
349                 dio->waiter = current;
350         else
351                 dio->iocb = iocb;
352
353         dio->size = 0;
354         dio->multi_bio = false;
355         dio->should_dirty = is_read && (iter->type == ITER_IOVEC);
356
357         blk_start_plug(&plug);
358         for (;;) {
359                 bio->bi_bdev = bdev;
360                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
361                 bio->bi_private = dio;
362                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
363
364                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
365                 if (unlikely(ret)) {
366                         bio->bi_error = ret;
367                         bio_endio(bio);
368                         break;
369                 }
370
371                 if (is_read) {
372                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
373                         if (dio->should_dirty)
374                                 bio_set_pages_dirty(bio);
375                 } else {
376                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
377                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
378                 }
379
380                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
381                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
382
383                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
384                 if (!nr_pages) {
385                         qc = submit_bio(bio);
386                         break;
387                 }
388
389                 if (!dio->multi_bio) {
390                         dio->multi_bio = true;
391                         atomic_set(&dio->ref, 2);
392                 } else {
393                         atomic_inc(&dio->ref);
394                 }
395
396                 submit_bio(bio);
397                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
398         }
399         blk_finish_plug(&plug);
400
401         if (!is_sync)
402                 return -EIOCBQUEUED;
403
404         for (;;) {
405                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
406                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
407                         break;
408
409                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
410                     !blk_mq_poll(bdev_get_queue(bdev), qc))
411                         io_schedule();
412         }
413         __set_current_state(TASK_RUNNING);
414
415         ret = dio->bio.bi_error;
416         if (likely(!ret))
417                 ret = dio->size;
418
419         bio_put(&dio->bio);
420         return ret;
421 }
422
423 static ssize_t
424 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
425 {
426         int nr_pages;
427
428         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
429         if (!nr_pages)
430                 return 0;
431         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
432                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
433
434         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
435 }
436
437 static __init int blkdev_init(void)
438 {
439         blkdev_dio_pool = bioset_create(4, offsetof(struct blkdev_dio, bio));
440         if (!blkdev_dio_pool)
441                 return -ENOMEM;
442         return 0;
443 }
444 module_init(blkdev_init);
445
446 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
447 {
448         if (!bdev)
449                 return 0;
450         if (!wait)
451                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
452         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
453 }
454
455 /*
456  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
457  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
458  */
459 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
460 {
461         return __sync_blockdev(bdev, 1);
462 }
463 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
464
465 /*
466  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
467  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
468  * device.  Takes the superblock lock.
469  */
470 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
471 {
472         struct super_block *sb = get_super(bdev);
473         if (sb) {
474                 int res = sync_filesystem(sb);
475                 drop_super(sb);
476                 return res;
477         }
478         return sync_blockdev(bdev);
479 }
480 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
481
482 /**
483  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
484  * @bdev:       blockdevice to lock
485  *
486  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
487  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
488  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
489  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
490  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
491  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
492  * actually.
493  */
494 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
495 {
496         struct super_block *sb;
497         int error = 0;
498
499         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
500         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
501                 /*
502                  * We don't even need to grab a reference - the first call
503                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
504                  * thaw_bdev drops it.
505                  */
506                 sb = get_super(bdev);
507                 if (sb)
508                         drop_super(sb);
509                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
510                 return sb;
511         }
512
513         sb = get_active_super(bdev);
514         if (!sb)
515                 goto out;
516         if (sb->s_op->freeze_super)
517                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
518         else
519                 error = freeze_super(sb);
520         if (error) {
521                 deactivate_super(sb);
522                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
523                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
524                 return ERR_PTR(error);
525         }
526         deactivate_super(sb);
527  out:
528         sync_blockdev(bdev);
529         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
530         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
531 }
532 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
533
534 /**
535  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
536  * @bdev:       blockdevice to unlock
537  * @sb:         associated superblock
538  *
539  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
540  */
541 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
542 {
543         int error = -EINVAL;
544
545         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
546         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
547                 goto out;
548
549         error = 0;
550         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
551                 goto out;
552
553         if (!sb)
554                 goto out;
555
556         if (sb->s_op->thaw_super)
557                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
558         else
559                 error = thaw_super(sb);
560         if (error)
561                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
562 out:
563         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
564         return error;
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
567
568 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
569 {
570         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
571 }
572
573 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
574 {
575         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
576 }
577
578 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
579                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
580 {
581         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
582 }
583
584 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
585                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
586                         struct page **pagep, void **fsdata)
587 {
588         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
589                                  blkdev_get_block);
590 }
591
592 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
593                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
594                         struct page *page, void *fsdata)
595 {
596         int ret;
597         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
598
599         unlock_page(page);
600         put_page(page);
601
602         return ret;
603 }
604
605 /*
606  * private llseek:
607  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
608  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
609  */
610 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
611 {
612         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
613         loff_t retval;
614
615         inode_lock(bd_inode);
616         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
617         inode_unlock(bd_inode);
618         return retval;
619 }
620         
621 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
622 {
623         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
624         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
625         int error;
626         
627         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
628         if (error)
629                 return error;
630
631         /*
632          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
633          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
634          * O_SYNC writers to a block device.
635          */
636         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
637         if (error == -EOPNOTSUPP)
638                 error = 0;
639
640         return error;
641 }
642 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
643
644 /**
645  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
646  * @bdev: The device to read the page from
647  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
648  * @page: The page to read
649  *
650  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
651  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
652  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
653  *
654  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
655  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
656  * than propagate an error back up the stack.
657  *
658  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
659  */
660 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
661                         struct page *page)
662 {
663         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
664         int result = -EOPNOTSUPP;
665
666         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
667                 return result;
668
669         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
670         if (result)
671                 return result;
672         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
673         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
674         return result;
675 }
676 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
677
678 /**
679  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
680  * @bdev: The device to write the page to
681  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
682  * @page: The page to write
683  * @wbc: The writeback_control for the write
684  *
685  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
686  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
687  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
688  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
689  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
690  *
691  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
692  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
693  * than propagate an error back up the stack.
694  *
695  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
696  */
697 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
698                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
699 {
700         int result;
701         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
702
703         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
704                 return -EOPNOTSUPP;
705         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
706         if (result)
707                 return result;
708
709         set_page_writeback(page);
710         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
711         if (result)
712                 end_page_writeback(page);
713         else
714                 unlock_page(page);
715         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
716         return result;
717 }
718 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
719
720 /**
721  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
722  * @bdev: The device containing the memory
723  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
724  *
725  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
726  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
727  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
728  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
729  * page tables.
730  *
731  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
732  * accessible at this address.
733  */
734 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
735 {
736         sector_t sector = dax->sector;
737         long avail, size = dax->size;
738         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
739
740         /*
741          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
742          * memory directly accessible.
743          */
744         might_sleep();
745
746         if (size < 0)
747                 return size;
748         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
749                 return -EOPNOTSUPP;
750         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
751                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
752                 return -ERANGE;
753         sector += get_start_sect(bdev);
754         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
755                 return -EINVAL;
756         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
757         if (!avail)
758                 return -ERANGE;
759         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
760                 return -ENXIO;
761         return min(avail, size);
762 }
763 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
764
765 /**
766  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
767  * @sb: The superblock of the device
768  * @blocksize: The block size of the device
769  *
770  * This is a library function for filesystems to check if the block device
771  * can be mounted with dax option.
772  *
773  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
774  */
775 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
776 {
777         struct blk_dax_ctl dax = {
778                 .sector = 0,
779                 .size = PAGE_SIZE,
780         };
781         int err;
782
783         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
784                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
785                 return -EINVAL;
786         }
787
788         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
789         if (err < 0) {
790                 switch (err) {
791                 case -EOPNOTSUPP:
792                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
793                                 "error: device does not support dax");
794                         break;
795                 case -EINVAL:
796                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
797                                 "error: unaligned partition for dax");
798                         break;
799                 default:
800                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
801                                 "error: dax access failed (%d)", err);
802                 }
803                 return err;
804         }
805
806         return 0;
807 }
808 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
809
810 /**
811  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
812  * @bdev: The device for raw block device access
813  */
814 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
815 {
816         struct blk_dax_ctl dax = {
817                 .size = PAGE_SIZE,
818         };
819
820         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
821                 return false;
822
823         dax.sector = 0;
824         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
825                 return false;
826
827         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
828         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
829                 return false;
830
831         return true;
832 }
833
834 /*
835  * pseudo-fs
836  */
837
838 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
839 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
840
841 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
842 {
843         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
844         if (!ei)
845                 return NULL;
846         return &ei->vfs_inode;
847 }
848
849 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
850 {
851         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
852         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
853
854         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
855 }
856
857 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
858 {
859         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
860 }
861
862 static void init_once(void *foo)
863 {
864         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
865         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
866
867         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
868         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
869         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
870 #ifdef CONFIG_SYSFS
871         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
872 #endif
873         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
874         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
875         /* Initialize mutex for freeze. */
876         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
877 }
878
879 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
880 {
881         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
882         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
883         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
884         clear_inode(inode);
885         spin_lock(&bdev_lock);
886         list_del_init(&bdev->bd_list);
887         spin_unlock(&bdev_lock);
888         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
889         inode_detach_wb(inode);
890         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
891                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
892                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
893         }
894 }
895
896 static const struct super_operations bdev_sops = {
897         .statfs = simple_statfs,
898         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
899         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
900         .drop_inode = generic_delete_inode,
901         .evict_inode = bdev_evict_inode,
902 };
903
904 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
905         int flags, const char *dev_name, void *data)
906 {
907         struct dentry *dent;
908         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
909         if (!IS_ERR(dent))
910                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
911         return dent;
912 }
913
914 static struct file_system_type bd_type = {
915         .name           = "bdev",
916         .mount          = bd_mount,
917         .kill_sb        = kill_anon_super,
918 };
919
920 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
921 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
922
923 void __init bdev_cache_init(void)
924 {
925         int err;
926         static struct vfsmount *bd_mnt;
927
928         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
929                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
930                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
931                         init_once);
932         err = register_filesystem(&bd_type);
933         if (err)
934                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
935         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
936         if (IS_ERR(bd_mnt))
937                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
938         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
939 }
940
941 /*
942  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
943  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
944  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
945  */
946 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
947 {
948         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
949 }
950
951 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
952 {
953         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
954 }
955
956 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
957 {
958         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
959         return 0;
960 }
961
962 static LIST_HEAD(all_bdevs);
963
964 /*
965  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
966  * as soon as last inode reference is dropped.
967  */
968 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
969 {
970         struct inode *inode;
971
972         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
973         if (inode) {
974                 remove_inode_hash(inode);
975                 iput(inode);
976         }
977 }
978
979 struct block_device *bdget(dev_t dev)
980 {
981         struct block_device *bdev;
982         struct inode *inode;
983
984         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
985                         bdev_test, bdev_set, &dev);
986
987         if (!inode)
988                 return NULL;
989
990         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
991
992         if (inode->i_state & I_NEW) {
993                 bdev->bd_contains = NULL;
994                 bdev->bd_super = NULL;
995                 bdev->bd_inode = inode;
996                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
997                 bdev->bd_part_count = 0;
998                 bdev->bd_invalidated = 0;
999                 inode->i_mode = S_IFBLK;
1000                 inode->i_rdev = dev;
1001                 inode->i_bdev = bdev;
1002                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
1003                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
1004                 spin_lock(&bdev_lock);
1005                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
1006                 spin_unlock(&bdev_lock);
1007                 unlock_new_inode(inode);
1008         }
1009         return bdev;
1010 }
1011
1012 EXPORT_SYMBOL(bdget);
1013
1014 /**
1015  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
1016  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
1017  */
1018 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
1019 {
1020         ihold(bdev->bd_inode);
1021         return bdev;
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
1024
1025 long nr_blockdev_pages(void)
1026 {
1027         struct block_device *bdev;
1028         long ret = 0;
1029         spin_lock(&bdev_lock);
1030         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
1031                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
1032         }
1033         spin_unlock(&bdev_lock);
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 void bdput(struct block_device *bdev)
1038 {
1039         iput(bdev->bd_inode);
1040 }
1041
1042 EXPORT_SYMBOL(bdput);
1043  
1044 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
1045 {
1046         struct block_device *bdev;
1047
1048         spin_lock(&bdev_lock);
1049         bdev = inode->i_bdev;
1050         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1051                 bdgrab(bdev);
1052                 spin_unlock(&bdev_lock);
1053                 return bdev;
1054         }
1055         spin_unlock(&bdev_lock);
1056
1057         /*
1058          * i_bdev references block device inode that was already shut down
1059          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
1060          * up block device inode again just in case new device got
1061          * reestablished under the same device number.
1062          */
1063         if (bdev)
1064                 bd_forget(inode);
1065
1066         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1067         if (bdev) {
1068                 spin_lock(&bdev_lock);
1069                 if (!inode->i_bdev) {
1070                         /*
1071                          * We take an additional reference to bd_inode,
1072                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1073                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1074                          * without igrab().
1075                          */
1076                         bdgrab(bdev);
1077                         inode->i_bdev = bdev;
1078                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1079                 }
1080                 spin_unlock(&bdev_lock);
1081         }
1082         return bdev;
1083 }
1084
1085 /* Call when you free inode */
1086
1087 void bd_forget(struct inode *inode)
1088 {
1089         struct block_device *bdev = NULL;
1090
1091         spin_lock(&bdev_lock);
1092         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1093                 bdev = inode->i_bdev;
1094         inode->i_bdev = NULL;
1095         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1096         spin_unlock(&bdev_lock);
1097
1098         if (bdev)
1099                 bdput(bdev);
1100 }
1101
1102 /**
1103  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1104  * @bdev: block device of interest
1105  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1106  * @holder: holder trying to claim @bdev
1107  *
1108  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1109  *
1110  * CONTEXT:
1111  * spin_lock(&bdev_lock).
1112  *
1113  * RETURNS:
1114  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1115  */
1116 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1117                          void *holder)
1118 {
1119         if (bdev->bd_holder == holder)
1120                 return true;     /* already a holder */
1121         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1122                 return false;    /* held by someone else */
1123         else if (whole == bdev)
1124                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1125
1126         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1127                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1128         else if (whole->bd_holder != NULL)
1129                 return false;    /* is a partition of a held device */
1130         else
1131                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1132 }
1133
1134 /**
1135  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1136  * @bdev: block device of interest
1137  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1138  * @holder: holder trying to claim @bdev
1139  *
1140  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1141  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1142  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1143  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1144  *
1145  * CONTEXT:
1146  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1147  * it multiple times.
1148  *
1149  * RETURNS:
1150  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1151  */
1152 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1153                                struct block_device *whole, void *holder)
1154 {
1155 retry:
1156         /* if someone else claimed, fail */
1157         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1158                 return -EBUSY;
1159
1160         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1161         if (whole->bd_claiming) {
1162                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1163                 DEFINE_WAIT(wait);
1164
1165                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1166                 spin_unlock(&bdev_lock);
1167                 schedule();
1168                 finish_wait(wq, &wait);
1169                 spin_lock(&bdev_lock);
1170                 goto retry;
1171         }
1172
1173         /* yay, all mine */
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 /**
1178  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1179  * @bdev: block device of interest
1180  * @holder: holder trying to claim @bdev
1181  *
1182  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1183  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1184  * successful call to this function must be matched with a call to
1185  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1186  * fail).
1187  *
1188  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1189  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1190  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1191  * access but may subsequently fail.
1192  *
1193  * CONTEXT:
1194  * Might sleep.
1195  *
1196  * RETURNS:
1197  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1198  * value on failure.
1199  */
1200 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1201                                               void *holder)
1202 {
1203         struct gendisk *disk;
1204         struct block_device *whole;
1205         int partno, err;
1206
1207         might_sleep();
1208
1209         /*
1210          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1211          * and grab the outer block device the hard way.
1212          */
1213         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1214         if (!disk)
1215                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1216
1217         /*
1218          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1219          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1220          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1221          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1222          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1223          * way.
1224          */
1225         if (partno)
1226                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1227         else
1228                 whole = bdgrab(bdev);
1229
1230         module_put(disk->fops->owner);
1231         put_disk(disk);
1232         if (!whole)
1233                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1234
1235         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1236         spin_lock(&bdev_lock);
1237
1238         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1239         if (err == 0) {
1240                 whole->bd_claiming = holder;
1241                 spin_unlock(&bdev_lock);
1242                 return whole;
1243         } else {
1244                 spin_unlock(&bdev_lock);
1245                 bdput(whole);
1246                 return ERR_PTR(err);
1247         }
1248 }
1249
1250 #ifdef CONFIG_SYSFS
1251 struct bd_holder_disk {
1252         struct list_head        list;
1253         struct gendisk          *disk;
1254         int                     refcnt;
1255 };
1256
1257 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1258                                                   struct gendisk *disk)
1259 {
1260         struct bd_holder_disk *holder;
1261
1262         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1263                 if (holder->disk == disk)
1264                         return holder;
1265         return NULL;
1266 }
1267
1268 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1269 {
1270         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1271 }
1272
1273 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1274 {
1275         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1276 }
1277
1278 /**
1279  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1280  * @bdev: the claimed slave bdev
1281  * @disk: the holding disk
1282  *
1283  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1284  *
1285  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1286  *
1287  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1288  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1289  *
1290  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1291  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1292  *
1293  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1294  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1295  *
1296  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1297  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1298  * lifetime of these symlinks.
1299  *
1300  * CONTEXT:
1301  * Might sleep.
1302  *
1303  * RETURNS:
1304  * 0 on success, -errno on failure.
1305  */
1306 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1307 {
1308         struct bd_holder_disk *holder;
1309         int ret = 0;
1310
1311         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1312
1313         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1314
1315         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1316         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1317                 goto out_unlock;
1318
1319         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1320         if (holder) {
1321                 holder->refcnt++;
1322                 goto out_unlock;
1323         }
1324
1325         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1326         if (!holder) {
1327                 ret = -ENOMEM;
1328                 goto out_unlock;
1329         }
1330
1331         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1332         holder->disk = disk;
1333         holder->refcnt = 1;
1334
1335         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1336         if (ret)
1337                 goto out_free;
1338
1339         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1340         if (ret)
1341                 goto out_del;
1342         /*
1343          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1344          * the holder directory.  Hold on to it.
1345          */
1346         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1347
1348         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1349         goto out_unlock;
1350
1351 out_del:
1352         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1353 out_free:
1354         kfree(holder);
1355 out_unlock:
1356         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1357         return ret;
1358 }
1359 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1360
1361 /**
1362  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1363  * @bdev: the calimed slave bdev
1364  * @disk: the holding disk
1365  *
1366  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1367  *
1368  * CONTEXT:
1369  * Might sleep.
1370  */
1371 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1372 {
1373         struct bd_holder_disk *holder;
1374
1375         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1376
1377         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1378
1379         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1380                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1381                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1382                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1383                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1384                 list_del_init(&holder->list);
1385                 kfree(holder);
1386         }
1387
1388         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1391 #endif
1392
1393 /**
1394  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1395  *
1396  * @bdev:      struct block device to be flushed
1397  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1398  *
1399  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1400  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1401  * resize.
1402  */
1403 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1404 {
1405         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1406                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1407                        "resized disk %s\n",
1408                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1409         }
1410
1411         if (!bdev->bd_disk)
1412                 return;
1413         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1414                 bdev->bd_invalidated = 1;
1415 }
1416
1417 /**
1418  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1419  * @disk: struct gendisk to check
1420  * @bdev: struct bdev to adjust.
1421  *
1422  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1423  * and adjusts it if it differs.
1424  */
1425 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1426 {
1427         loff_t disk_size, bdev_size;
1428
1429         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1430         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1431         if (disk_size != bdev_size) {
1432                 printk(KERN_INFO
1433                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1434                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1435                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1436                 flush_disk(bdev, false);
1437         }
1438 }
1439 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1440
1441 /**
1442  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1443  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1444  *
1445  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1446  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1447  * for all revalidate_disk operations.
1448  */
1449 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1450 {
1451         struct block_device *bdev;
1452         int ret = 0;
1453
1454         if (disk->fops->revalidate_disk)
1455                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1456         blk_integrity_revalidate(disk);
1457         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1458         if (!bdev)
1459                 return ret;
1460
1461         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1462         check_disk_size_change(disk, bdev);
1463         bdev->bd_invalidated = 0;
1464         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1465         bdput(bdev);
1466         return ret;
1467 }
1468 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1469
1470 /*
1471  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1472  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1473  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1474  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1475  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1476  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1477  * to lose :-)
1478  */
1479 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1480 {
1481         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1482         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1483         unsigned int events;
1484
1485         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1486                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1487         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1488                 return 0;
1489
1490         flush_disk(bdev, true);
1491         if (bdops->revalidate_disk)
1492                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1493         return 1;
1494 }
1495
1496 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1497
1498 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1499 {
1500         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1501
1502         inode_lock(bdev->bd_inode);
1503         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1504         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1505         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1506                 if (size & bsize)
1507                         break;
1508                 bsize <<= 1;
1509         }
1510         bdev->bd_block_size = bsize;
1511         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1514
1515 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1516
1517 /*
1518  * bd_mutex locking:
1519  *
1520  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1521  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1522  */
1523
1524 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1525 {
1526         struct gendisk *disk;
1527         struct module *owner;
1528         int ret;
1529         int partno;
1530         int perm = 0;
1531
1532         if (mode & FMODE_READ)
1533                 perm |= MAY_READ;
1534         if (mode & FMODE_WRITE)
1535                 perm |= MAY_WRITE;
1536         /*
1537          * hooks: /n/, see "layering violations".
1538          */
1539         if (!for_part) {
1540                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1541                 if (ret != 0) {
1542                         bdput(bdev);
1543                         return ret;
1544                 }
1545         }
1546
1547  restart:
1548
1549         ret = -ENXIO;
1550         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1551         if (!disk)
1552                 goto out;
1553         owner = disk->fops->owner;
1554
1555         disk_block_events(disk);
1556         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1557         if (!bdev->bd_openers) {
1558                 bdev->bd_disk = disk;
1559                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1560                 bdev->bd_contains = bdev;
1561
1562                 if (!partno) {
1563                         ret = -ENXIO;
1564                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1565                         if (!bdev->bd_part)
1566                                 goto out_clear;
1567
1568                         ret = 0;
1569                         if (disk->fops->open) {
1570                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1571                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1572                                         /* Lost a race with 'disk' being
1573                                          * deleted, try again.
1574                                          * See md.c
1575                                          */
1576                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1577                                         bdev->bd_part = NULL;
1578                                         bdev->bd_disk = NULL;
1579                                         bdev->bd_queue = NULL;
1580                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1581                                         disk_unblock_events(disk);
1582                                         put_disk(disk);
1583                                         module_put(owner);
1584                                         goto restart;
1585                                 }
1586                         }
1587
1588                         if (!ret)
1589                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1590
1591                         /*
1592                          * If the device is invalidated, rescan partition
1593                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1594                          * The latter is necessary to prevent ghost
1595                          * partitions on a removed medium.
1596                          */
1597                         if (bdev->bd_invalidated) {
1598                                 if (!ret)
1599                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1600                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1601                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1602                         }
1603
1604                         if (ret)
1605                                 goto out_clear;
1606                 } else {
1607                         struct block_device *whole;
1608                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1609                         ret = -ENOMEM;
1610                         if (!whole)
1611                                 goto out_clear;
1612                         BUG_ON(for_part);
1613                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1614                         if (ret)
1615                                 goto out_clear;
1616                         bdev->bd_contains = whole;
1617                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1618                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1619                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1620                                 ret = -ENXIO;
1621                                 goto out_clear;
1622                         }
1623                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1624                 }
1625
1626                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1627                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1628         } else {
1629                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1630                         ret = 0;
1631                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1632                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1633                         /* the same as first opener case, read comment there */
1634                         if (bdev->bd_invalidated) {
1635                                 if (!ret)
1636                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1637                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1638                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1639                         }
1640                         if (ret)
1641                                 goto out_unlock_bdev;
1642                 }
1643                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1644                 put_disk(disk);
1645                 module_put(owner);
1646         }
1647         bdev->bd_openers++;
1648         if (for_part)
1649                 bdev->bd_part_count++;
1650         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1651         disk_unblock_events(disk);
1652         return 0;
1653
1654  out_clear:
1655         disk_put_part(bdev->bd_part);
1656         bdev->bd_disk = NULL;
1657         bdev->bd_part = NULL;
1658         bdev->bd_queue = NULL;
1659         if (bdev != bdev->bd_contains)
1660                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1661         bdev->bd_contains = NULL;
1662  out_unlock_bdev:
1663         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1664         disk_unblock_events(disk);
1665         put_disk(disk);
1666         module_put(owner);
1667  out:
1668         bdput(bdev);
1669
1670         return ret;
1671 }
1672
1673 /**
1674  * blkdev_get - open a block device
1675  * @bdev: block_device to open
1676  * @mode: FMODE_* mask
1677  * @holder: exclusive holder identifier
1678  *
1679  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1680  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1681  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1682  *
1683  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1684  * @bdev is put.
1685  *
1686  * CONTEXT:
1687  * Might sleep.
1688  *
1689  * RETURNS:
1690  * 0 on success, -errno on failure.
1691  */
1692 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1693 {
1694         struct block_device *whole = NULL;
1695         int res;
1696
1697         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1698
1699         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1700                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1701                 if (IS_ERR(whole)) {
1702                         bdput(bdev);
1703                         return PTR_ERR(whole);
1704                 }
1705         }
1706
1707         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1708
1709         if (whole) {
1710                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1711
1712                 /* finish claiming */
1713                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1714                 spin_lock(&bdev_lock);
1715
1716                 if (!res) {
1717                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1718                         /*
1719                          * Note that for a whole device bd_holders
1720                          * will be incremented twice, and bd_holder
1721                          * will be set to bd_may_claim before being
1722                          * set to holder
1723                          */
1724                         whole->bd_holders++;
1725                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1726                         bdev->bd_holders++;
1727                         bdev->bd_holder = holder;
1728                 }
1729
1730                 /* tell others that we're done */
1731                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1732                 whole->bd_claiming = NULL;
1733                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1734
1735                 spin_unlock(&bdev_lock);
1736
1737                 /*
1738                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1739                  * write holder makes the write_holder state stick until
1740                  * all are released.  This is good enough and tracking
1741                  * individual writeable reference is too fragile given the
1742                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1743                  */
1744                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1745                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1746                         bdev->bd_write_holder = true;
1747                         disk_block_events(disk);
1748                 }
1749
1750                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1751                 bdput(whole);
1752         }
1753
1754         return res;
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1757
1758 /**
1759  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1760  * @path: path to the block device to open
1761  * @mode: FMODE_* mask
1762  * @holder: exclusive holder identifier
1763  *
1764  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1765  * and @holder are identical to blkdev_get().
1766  *
1767  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1768  *
1769  * CONTEXT:
1770  * Might sleep.
1771  *
1772  * RETURNS:
1773  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1774  */
1775 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1776                                         void *holder)
1777 {
1778         struct block_device *bdev;
1779         int err;
1780
1781         bdev = lookup_bdev(path);
1782         if (IS_ERR(bdev))
1783                 return bdev;
1784
1785         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1786         if (err)
1787                 return ERR_PTR(err);
1788
1789         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1790                 blkdev_put(bdev, mode);
1791                 return ERR_PTR(-EACCES);
1792         }
1793
1794         return bdev;
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1797
1798 /**
1799  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1800  * @dev: device number of block device to open
1801  * @mode: FMODE_* mask
1802  * @holder: exclusive holder identifier
1803  *
1804  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1805  * @holder are identical to blkdev_get().
1806  *
1807  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1808  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1809  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1810  * ever need it - reconsider your API.
1811  *
1812  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1813  *
1814  * CONTEXT:
1815  * Might sleep.
1816  *
1817  * RETURNS:
1818  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1819  */
1820 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1821 {
1822         struct block_device *bdev;
1823         int err;
1824
1825         bdev = bdget(dev);
1826         if (!bdev)
1827                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1828
1829         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1830         if (err)
1831                 return ERR_PTR(err);
1832
1833         return bdev;
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1836
1837 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1838 {
1839         struct block_device *bdev;
1840
1841         /*
1842          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1843          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1844          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1845          * during an unstable branch.
1846          */
1847         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1848
1849         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1850                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1851         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1852                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1853         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1854                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1855
1856         bdev = bd_acquire(inode);
1857         if (bdev == NULL)
1858                 return -ENOMEM;
1859
1860         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1861
1862         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1863 }
1864
1865 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1866 {
1867         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1868         struct block_device *victim = NULL;
1869
1870         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1871         if (for_part)
1872                 bdev->bd_part_count--;
1873
1874         if (!--bdev->bd_openers) {
1875                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1876                 sync_blockdev(bdev);
1877                 kill_bdev(bdev);
1878
1879                 bdev_write_inode(bdev);
1880         }
1881         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1882                 if (disk->fops->release)
1883                         disk->fops->release(disk, mode);
1884         }
1885         if (!bdev->bd_openers) {
1886                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1887
1888                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1889                 bdev->bd_part = NULL;
1890                 bdev->bd_disk = NULL;
1891                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1892                         victim = bdev->bd_contains;
1893                 bdev->bd_contains = NULL;
1894
1895                 put_disk(disk);
1896                 module_put(owner);
1897         }
1898         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1899         bdput(bdev);
1900         if (victim)
1901                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1902 }
1903
1904 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1905 {
1906         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1907
1908         if (mode & FMODE_EXCL) {
1909                 bool bdev_free;
1910
1911                 /*
1912                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1913                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1914                  * synchronize disk_holder unlinking.
1915                  */
1916                 spin_lock(&bdev_lock);
1917
1918                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1919                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1920
1921                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1922                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1923                         bdev->bd_holder = NULL;
1924                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1925                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1926
1927                 spin_unlock(&bdev_lock);
1928
1929                 /*
1930                  * If this was the last claim, remove holder link and
1931                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1932                  */
1933                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1934                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1935                         bdev->bd_write_holder = false;
1936                 }
1937         }
1938
1939         /*
1940          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1941          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1942          * from userland - e.g. eject(1).
1943          */
1944         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1945
1946         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1947
1948         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1949 }
1950 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1951
1952 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1953 {
1954         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1955         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1956         return 0;
1957 }
1958
1959 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1960 {
1961         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1962         fmode_t mode = file->f_mode;
1963
1964         /*
1965          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1966          * to updated it before every ioctl.
1967          */
1968         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1969                 mode |= FMODE_NDELAY;
1970         else
1971                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1972
1973         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1978  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1979  *
1980  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1981  * use.
1982  */
1983 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1984 {
1985         struct file *file = iocb->ki_filp;
1986         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1987         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1988         struct blk_plug plug;
1989         ssize_t ret;
1990
1991         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1992                 return -EPERM;
1993
1994         if (!iov_iter_count(from))
1995                 return 0;
1996
1997         if (iocb->ki_pos >= size)
1998                 return -ENOSPC;
1999
2000         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
2001
2002         blk_start_plug(&plug);
2003         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2004         if (ret > 0)
2005                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2006         blk_finish_plug(&plug);
2007         return ret;
2008 }
2009 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2010
2011 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2012 {
2013         struct file *file = iocb->ki_filp;
2014         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2015         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2016         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2017
2018         if (pos >= size)
2019                 return 0;
2020
2021         size -= pos;
2022         iov_iter_truncate(to, size);
2023         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2024 }
2025 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2026
2027 /*
2028  * Try to release a page associated with block device when the system
2029  * is under memory pressure.
2030  */
2031 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2032 {
2033         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2034
2035         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2036                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2037
2038         return try_to_free_buffers(page);
2039 }
2040
2041 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2042                              struct writeback_control *wbc)
2043 {
2044         if (dax_mapping(mapping)) {
2045                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
2046
2047                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
2048         }
2049         return generic_writepages(mapping, wbc);
2050 }
2051
2052 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2053         .readpage       = blkdev_readpage,
2054         .readpages      = blkdev_readpages,
2055         .writepage      = blkdev_writepage,
2056         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2057         .write_end      = blkdev_write_end,
2058         .writepages     = blkdev_writepages,
2059         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2060         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2061         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2062 };
2063
2064 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2065                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2066                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2067
2068 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2069                              loff_t len)
2070 {
2071         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2072         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
2073         struct address_space *mapping;
2074         loff_t end = start + len - 1;
2075         loff_t isize;
2076         int error;
2077
2078         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2079         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2080                 return -EOPNOTSUPP;
2081
2082         /* Don't go off the end of the device. */
2083         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2084         if (start >= isize)
2085                 return -EINVAL;
2086         if (end >= isize) {
2087                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2088                         len = isize - start;
2089                         end = start + len - 1;
2090                 } else
2091                         return -EINVAL;
2092         }
2093
2094         /*
2095          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2096          */
2097         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2098                 return -EINVAL;
2099
2100         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2101         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2102         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2103
2104         switch (mode) {
2105         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2106         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2107                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2108                                             GFP_KERNEL, false);
2109                 break;
2110         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2111                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
2112                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
2113                         return -EOPNOTSUPP;
2114                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2115                                              GFP_KERNEL, 0);
2116                 break;
2117         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2118                 if (!blk_queue_discard(q))
2119                         return -EOPNOTSUPP;
2120                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2121                                              GFP_KERNEL, 0);
2122                 break;
2123         default:
2124                 return -EOPNOTSUPP;
2125         }
2126         if (error)
2127                 return error;
2128
2129         /*
2130          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2131          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2132          * inclusive, so the rounding here is safe.
2133          */
2134         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2135                                              start >> PAGE_SHIFT,
2136                                              end >> PAGE_SHIFT);
2137 }
2138
2139 const struct file_operations def_blk_fops = {
2140         .open           = blkdev_open,
2141         .release        = blkdev_close,
2142         .llseek         = block_llseek,
2143         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2144         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2145         .mmap           = generic_file_mmap,
2146         .fsync          = blkdev_fsync,
2147         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2148 #ifdef CONFIG_COMPAT
2149         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2150 #endif
2151         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2152         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2153         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2154 };
2155
2156 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2157 {
2158         int res;
2159         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2160         set_fs(KERNEL_DS);
2161         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2162         set_fs(old_fs);
2163         return res;
2164 }
2165
2166 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2167
2168 /**
2169  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2170  * @pathname:   special file representing the block device
2171  *
2172  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2173  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2174  * otherwise.
2175  */
2176 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2177 {
2178         struct block_device *bdev;
2179         struct inode *inode;
2180         struct path path;
2181         int error;
2182
2183         if (!pathname || !*pathname)
2184                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2185
2186         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2187         if (error)
2188                 return ERR_PTR(error);
2189
2190         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2191         error = -ENOTBLK;
2192         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2193                 goto fail;
2194         error = -EACCES;
2195         if (!may_open_dev(&path))
2196                 goto fail;
2197         error = -ENOMEM;
2198         bdev = bd_acquire(inode);
2199         if (!bdev)
2200                 goto fail;
2201 out:
2202         path_put(&path);
2203         return bdev;
2204 fail:
2205         bdev = ERR_PTR(error);
2206         goto out;
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2209
2210 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2211 {
2212         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2213         int res = 0;
2214
2215         if (sb) {
2216                 /*
2217                  * no need to lock the super, get_super holds the
2218                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2219                  * under us (->put_super runs with the write lock
2220                  * hold).
2221                  */
2222                 shrink_dcache_sb(sb);
2223                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2224                 drop_super(sb);
2225         }
2226         invalidate_bdev(bdev);
2227         return res;
2228 }
2229 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2230
2231 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2232 {
2233         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2234
2235         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2236         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2237                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2238                 struct block_device *bdev;
2239
2240                 spin_lock(&inode->i_lock);
2241                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2242                     mapping->nrpages == 0) {
2243                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2244                         continue;
2245                 }
2246                 __iget(inode);
2247                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2248                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2249                 /*
2250                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2251                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2252                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2253                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2254                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2255                  * later.
2256                  */
2257                 iput(old_inode);
2258                 old_inode = inode;
2259                 bdev = I_BDEV(inode);
2260
2261                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2262                 if (bdev->bd_openers)
2263                         func(bdev, arg);
2264                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2265
2266                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2267         }
2268         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2269         iput(old_inode);
2270 }