fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/dax.h>
  22 #include <linux/buffer_head.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/writeback.h>
  26 #include <linux/mpage.h>
  27 #include <linux/mount.h>
  28 #include <linux/uio.h>
  29 #include <linux/namei.h>
  30 #include <linux/log2.h>
  31 #include <linux/cleancache.h>
  32 #include <linux/dax.h>
  33 #include <linux/badblocks.h>
  34 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  35 #include <linux/falloc.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include "internal.h"
  38
  39 struct bdev_inode {
  40         struct block_device bdev;
  41         struct inode vfs_inode;
  42 };
  43
  44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  45
  46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  47 {
  48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  49 }
  50
  51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  52 {
  53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  56
  57 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  58 {
  59         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  60         int ret;
  61
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  64                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  65                 ret = write_inode_now(inode, true);
  66                 if (ret) {
  67                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  68                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  69                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  70                                             bdevname(bdev, name), ret);
  71                 }
  72                 spin_lock(&inode->i_lock);
  73         }
  74         spin_unlock(&inode->i_lock);
  75 }
  76
  77 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  78 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  79 {
  80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  81
  82         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  83                 return;
  84
  85         invalidate_bh_lrus();
  86         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  89
  90 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  91 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  92 {
  93         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  94
  95         if (mapping->nrpages) {
  96                 invalidate_bh_lrus();
  97                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  98                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  99         }
 100         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 101          * But, for the strange corners, lets be cautious
 102          */
 103         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 106
 107 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 108 {
 109         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 110         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 111
 112         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 113                 if (size & bsize)
 114                         break;
 115                 bsize <<= 1;
 116         }
 117         bdev->bd_block_size = bsize;
 118         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 119 }
 120
 121 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 122 {
 123         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 124         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 125                 return -EINVAL;
 126
 127         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 128         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 129                 return -EINVAL;
 130
 131         /* Don't change the size if it is same as current */
 132         if (bdev->bd_block_size != size) {
 133                 sync_blockdev(bdev);
 134                 bdev->bd_block_size = size;
 135                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 136                 kill_bdev(bdev);
 137         }
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 142
 143 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 144 {
 145         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 146                 return 0;
 147         /* If we get here, we know size is power of two
 148          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 149         sb->s_blocksize = size;
 150         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 151         return sb->s_blocksize;
 152 }
 153
 154 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 155
 156 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 157 {
 158         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 159         if (size < minsize)
 160                 size = minsize;
 161         return sb_set_blocksize(sb, size);
 162 }
 163
 164 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 165
 166 static int
 167 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 168                 struct buffer_head *bh, int create)
 169 {
 170         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 171         bh->b_blocknr = iblock;
 172         set_buffer_mapped(bh);
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 177 {
 178         return file->f_mapping->host;
 179 }
 180
 181 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 182 {
 183         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 184
 185         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 186         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 187                 op |= REQ_FUA;
 188         return op;
 189 }
 190
 191 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 192
 193 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 194 {
 195         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 196
 197         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 198         blk_wake_io_task(waiter);
 199 }
 200
 201 static ssize_t
 202 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 203                 int nr_pages)
 204 {
 205         struct file *file = iocb->ki_filp;
 206         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 207         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 208         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 209         bool should_dirty = false;
 210         struct bio bio;
 211         ssize_t ret;
 212         blk_qc_t qc;
 213         int i;
 214         struct bvec_iter_all iter_all;
 215
 216         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 217             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 218                 return -EINVAL;
 219
 220         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 221                 vecs = inline_vecs;
 222         else {
 223                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 224                                      GFP_KERNEL);
 225                 if (!vecs)
 226                         return -ENOMEM;
 227         }
 228
 229         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 230         bio_set_dev(&bio, bdev);
 231         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 232         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 233         bio.bi_private = current;
 234         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 235         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 236
 237         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 238         if (unlikely(ret))
 239                 goto out;
 240         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 241
 242         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 243                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 244                 if (iter_is_iovec(iter))
 245                         should_dirty = true;
 246         } else {
 247                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 248                 task_io_account_write(ret);
 249         }
 250         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 251                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 252
 253         qc = submit_bio(&bio);
 254         for (;;) {
 255                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 256                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 257                         break;
 258                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 259                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 260                         io_schedule();
 261         }
 262         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 263
 264         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i, iter_all) {
 265                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 266                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 267                 put_page(bvec->bv_page);
 268         }
 269
 270         if (unlikely(bio.bi_status))
 271                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 272
 273 out:
 274         if (vecs != inline_vecs)
 275                 kfree(vecs);
 276
 277         bio_uninit(&bio);
 278
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 struct blkdev_dio {
 283         union {
 284                 struct kiocb            *iocb;
 285                 struct task_struct      *waiter;
 286         };
 287         size_t                  size;
 288         atomic_t                ref;
 289         bool                    multi_bio : 1;
 290         bool                    should_dirty : 1;
 291         bool                    is_sync : 1;
 292         struct bio              bio;
 293 };
 294
 295 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 296
 297 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 298 {
 299         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 300         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 301
 302         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 303 }
 304
 305 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 306 {
 307         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 308         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 309
 310         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 311                 if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 312                         dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 313         } else {
 314                 if (!dio->is_sync) {
 315                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 316                         ssize_t ret;
 317
 318                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 319                                 ret = dio->size;
 320                                 iocb->ki_pos += ret;
 321                         } else {
 322                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 323                         }
 324
 325                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 326                         if (dio->multi_bio)
 327                                 bio_put(&dio->bio);
 328                 } else {
 329                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 330
 331                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 332                         blk_wake_io_task(waiter);
 333                 }
 334         }
 335
 336         if (should_dirty) {
 337                 bio_check_pages_dirty(bio);
 338         } else {
 339                 struct bio_vec *bvec;
 340                 int i;
 341                 struct bvec_iter_all iter_all;
 342
 343                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
 344                         put_page(bvec->bv_page);
 345                 bio_put(bio);
 346         }
 347 }
 348
 349 static ssize_t
 350 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 351 {
 352         struct file *file = iocb->ki_filp;
 353         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 354         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 355         struct blk_plug plug;
 356         struct blkdev_dio *dio;
 357         struct bio *bio;
 358         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 359         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 360         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 361         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 362         int ret = 0;
 363
 364         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 365             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 366                 return -EINVAL;
 367
 368         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 369
 370         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 371         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 372         if (dio->is_sync) {
 373                 dio->waiter = current;
 374                 bio_get(bio);
 375         } else {
 376                 dio->iocb = iocb;
 377         }
 378
 379         dio->size = 0;
 380         dio->multi_bio = false;
 381         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 382
 383         /*
 384          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 385          * to issue
 386          */
 387         if (!is_poll)
 388                 blk_start_plug(&plug);
 389
 390         for (;;) {
 391                 bio_set_dev(bio, bdev);
 392                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 393                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 394                 bio->bi_private = dio;
 395                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 396                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 397
 398                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 399                 if (unlikely(ret)) {
 400                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 401                         bio_endio(bio);
 402                         break;
 403                 }
 404
 405                 if (is_read) {
 406                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 407                         if (dio->should_dirty)
 408                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 409                 } else {
 410                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 411                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 412                 }
 413
 414                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 415                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 416
 417                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 418                 if (!nr_pages) {
 419                         bool polled = false;
 420
 421                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 422                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 423                                 polled = true;
 424                         }
 425
 426                         qc = submit_bio(bio);
 427
 428                         if (polled)
 429                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 430                         break;
 431                 }
 432
 433                 if (!dio->multi_bio) {
 434                         /*
 435                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 436                          * structure which is embedded into the first bio
 437                          * stays around.
 438                          */
 439                         if (!is_sync)
 440                                 bio_get(bio);
 441                         dio->multi_bio = true;
 442                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 443                 } else {
 444                         atomic_inc(&dio->ref);
 445                 }
 446
 447                 submit_bio(bio);
 448                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 449         }
 450
 451         if (!is_poll)
 452                 blk_finish_plug(&plug);
 453
 454         if (!is_sync)
 455                 return -EIOCBQUEUED;
 456
 457         for (;;) {
 458                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 459                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 460                         break;
 461
 462                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 463                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 464                         io_schedule();
 465         }
 466         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 467
 468         if (!ret)
 469                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 470         if (likely(!ret))
 471                 ret = dio->size;
 472
 473         bio_put(&dio->bio);
 474         return ret;
 475 }
 476
 477 static ssize_t
 478 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 479 {
 480         int nr_pages;
 481
 482         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 483         if (!nr_pages)
 484                 return 0;
 485         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 486                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 487
 488         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 489 }
 490
 491 static __init int blkdev_init(void)
 492 {
 493         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 494 }
 495 module_init(blkdev_init);
 496
 497 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 498 {
 499         if (!bdev)
 500                 return 0;
 501         if (!wait)
 502                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 503         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 508  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 509  */
 510 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 511 {
 512         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 515
 516 /*
 517  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 518  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 519  * device.  Takes the superblock lock.
 520  */
 521 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 522 {
 523         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 524         if (sb) {
 525                 int res = sync_filesystem(sb);
 526                 drop_super(sb);
 527                 return res;
 528         }
 529         return sync_blockdev(bdev);
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 532
 533 /**
 534  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 535  * @bdev:       blockdevice to lock
 536  *
 537  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 538  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 539  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 540  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 541  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 542  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 543  * actually.
 544  */
 545 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 546 {
 547         struct super_block *sb;
 548         int error = 0;
 549
 550         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 551         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 552                 /*
 553                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 554                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 555                  * thaw_bdev drops it.
 556                  */
 557                 sb = get_super(bdev);
 558                 if (sb)
 559                         drop_super(sb);
 560                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 561                 return sb;
 562         }
 563
 564         sb = get_active_super(bdev);
 565         if (!sb)
 566                 goto out;
 567         if (sb->s_op->freeze_super)
 568                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 569         else
 570                 error = freeze_super(sb);
 571         if (error) {
 572                 deactivate_super(sb);
 573                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 574                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 575                 return ERR_PTR(error);
 576         }
 577         deactivate_super(sb);
 578  out:
 579         sync_blockdev(bdev);
 580         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 581         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 582 }
 583 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 584
 585 /**
 586  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 587  * @bdev:       blockdevice to unlock
 588  * @sb:         associated superblock
 589  *
 590  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 591  */
 592 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 593 {
 594         int error = -EINVAL;
 595
 596         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 597         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 598                 goto out;
 599
 600         error = 0;
 601         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 602                 goto out;
 603
 604         if (!sb)
 605                 goto out;
 606
 607         if (sb->s_op->thaw_super)
 608                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 609         else
 610                 error = thaw_super(sb);
 611         if (error)
 612                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 613 out:
 614         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 615         return error;
 616 }
 617 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 618
 619 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 620 {
 621         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 622 }
 623
 624 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 625 {
 626         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 627 }
 628
 629 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 630                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 631 {
 632         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 633 }
 634
 635 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 636                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 637                         struct page **pagep, void **fsdata)
 638 {
 639         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 640                                  blkdev_get_block);
 641 }
 642
 643 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 644                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 645                         struct page *page, void *fsdata)
 646 {
 647         int ret;
 648         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 649
 650         unlock_page(page);
 651         put_page(page);
 652
 653         return ret;
 654 }
 655
 656 /*
 657  * private llseek:
 658  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 659  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 660  */
 661 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 662 {
 663         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 664         loff_t retval;
 665
 666         inode_lock(bd_inode);
 667         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 668         inode_unlock(bd_inode);
 669         return retval;
 670 }
 671
 672 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 673 {
 674         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 675         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 676         int error;
 677
 678         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 679         if (error)
 680                 return error;
 681
 682         /*
 683          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 684          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 685          * O_SYNC writers to a block device.
 686          */
 687         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 688         if (error == -EOPNOTSUPP)
 689                 error = 0;
 690
 691         return error;
 692 }
 693 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 694
 695 /**
 696  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 697  * @bdev: The device to read the page from
 698  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 699  * @page: The page to read
 700  *
 701  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 702  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 703  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 704  *
 705  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 706  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 707  * than propagate an error back up the stack.
 708  *
 709  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 710  */
 711 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 712                         struct page *page)
 713 {
 714         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 715         int result = -EOPNOTSUPP;
 716
 717         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 718                 return result;
 719
 720         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 721         if (result)
 722                 return result;
 723         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 724                               REQ_OP_READ);
 725         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 726         return result;
 727 }
 728 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 729
 730 /**
 731  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 732  * @bdev: The device to write the page to
 733  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 734  * @page: The page to write
 735  * @wbc: The writeback_control for the write
 736  *
 737  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 738  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 739  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 740  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 741  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 742  *
 743  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 744  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 745  * than propagate an error back up the stack.
 746  *
 747  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 748  */
 749 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 750                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 751 {
 752         int result;
 753         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 754
 755         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 756                 return -EOPNOTSUPP;
 757         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 758         if (result)
 759                 return result;
 760
 761         set_page_writeback(page);
 762         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 763                               REQ_OP_WRITE);
 764         if (result) {
 765                 end_page_writeback(page);
 766         } else {
 767                 clean_page_buffers(page);
 768                 unlock_page(page);
 769         }
 770         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 771         return result;
 772 }
 773 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 774
 775 /*
 776  * pseudo-fs
 777  */
 778
 779 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 780 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 781
 782 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 783 {
 784         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 785         if (!ei)
 786                 return NULL;
 787         return &ei->vfs_inode;
 788 }
 789
 790 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 791 {
 792         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 793         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 794
 795         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 796 }
 797
 798 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 799 {
 800         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 801 }
 802
 803 static void init_once(void *foo)
 804 {
 805         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 806         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 807
 808         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 809         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 810         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 811 #ifdef CONFIG_SYSFS
 812         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 813 #endif
 814         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 815         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 816         /* Initialize mutex for freeze. */
 817         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 818 }
 819
 820 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 821 {
 822         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 823         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 824         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 825         clear_inode(inode);
 826         spin_lock(&bdev_lock);
 827         list_del_init(&bdev->bd_list);
 828         spin_unlock(&bdev_lock);
 829         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 830         inode_detach_wb(inode);
 831         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 832                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 833                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 834         }
 835 }
 836
 837 static const struct super_operations bdev_sops = {
 838         .statfs = simple_statfs,
 839         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 840         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 841         .drop_inode = generic_delete_inode,
 842         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 843 };
 844
 845 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 846         int flags, const char *dev_name, void *data)
 847 {
 848         struct dentry *dent;
 849         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 850         if (!IS_ERR(dent))
 851                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 852         return dent;
 853 }
 854
 855 static struct file_system_type bd_type = {
 856         .name           = "bdev",
 857         .mount          = bd_mount,
 858         .kill_sb        = kill_anon_super,
 859 };
 860
 861 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 862 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 863
 864 void __init bdev_cache_init(void)
 865 {
 866         int err;
 867         static struct vfsmount *bd_mnt;
 868
 869         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 870                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 871                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 872                         init_once);
 873         err = register_filesystem(&bd_type);
 874         if (err)
 875                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 876         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 877         if (IS_ERR(bd_mnt))
 878                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 879         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 884  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 885  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 886  */
 887 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 888 {
 889         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 890 }
 891
 892 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 893 {
 894         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 895 }
 896
 897 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 898 {
 899         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 900         return 0;
 901 }
 902
 903 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 904
 905 /*
 906  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 907  * as soon as last inode reference is dropped.
 908  */
 909 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 910 {
 911         struct inode *inode;
 912
 913         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 914         if (inode) {
 915                 remove_inode_hash(inode);
 916                 iput(inode);
 917         }
 918 }
 919
 920 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 921 {
 922         struct block_device *bdev;
 923         struct inode *inode;
 924
 925         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 926                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 927
 928         if (!inode)
 929                 return NULL;
 930
 931         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 932
 933         if (inode->i_state & I_NEW) {
 934                 bdev->bd_contains = NULL;
 935                 bdev->bd_super = NULL;
 936                 bdev->bd_inode = inode;
 937                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 938                 bdev->bd_part_count = 0;
 939                 bdev->bd_invalidated = 0;
 940                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 941                 inode->i_rdev = dev;
 942                 inode->i_bdev = bdev;
 943                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 944                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 945                 spin_lock(&bdev_lock);
 946                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 947                 spin_unlock(&bdev_lock);
 948                 unlock_new_inode(inode);
 949         }
 950         return bdev;
 951 }
 952
 953 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 954
 955 /**
 956  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 957  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 958  */
 959 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 960 {
 961         ihold(bdev->bd_inode);
 962         return bdev;
 963 }
 964 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 965
 966 long nr_blockdev_pages(void)
 967 {
 968         struct block_device *bdev;
 969         long ret = 0;
 970         spin_lock(&bdev_lock);
 971         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 972                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 973         }
 974         spin_unlock(&bdev_lock);
 975         return ret;
 976 }
 977
 978 void bdput(struct block_device *bdev)
 979 {
 980         iput(bdev->bd_inode);
 981 }
 982
 983 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 984
 985 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 986 {
 987         struct block_device *bdev;
 988
 989         spin_lock(&bdev_lock);
 990         bdev = inode->i_bdev;
 991         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 992                 bdgrab(bdev);
 993                 spin_unlock(&bdev_lock);
 994                 return bdev;
 995         }
 996         spin_unlock(&bdev_lock);
 997
 998         /*
 999          * i_bdev references block device inode that was already shut down
1000          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
1001          * up block device inode again just in case new device got
1002          * reestablished under the same device number.
1003          */
1004         if (bdev)
1005                 bd_forget(inode);
1006
1007         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1008         if (bdev) {
1009                 spin_lock(&bdev_lock);
1010                 if (!inode->i_bdev) {
1011                         /*
1012                          * We take an additional reference to bd_inode,
1013                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1014                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1015                          * without igrab().
1016                          */
1017                         bdgrab(bdev);
1018                         inode->i_bdev = bdev;
1019                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1020                 }
1021                 spin_unlock(&bdev_lock);
1022         }
1023         return bdev;
1024 }
1025
1026 /* Call when you free inode */
1027
1028 void bd_forget(struct inode *inode)
1029 {
1030         struct block_device *bdev = NULL;
1031
1032         spin_lock(&bdev_lock);
1033         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1034                 bdev = inode->i_bdev;
1035         inode->i_bdev = NULL;
1036         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1037         spin_unlock(&bdev_lock);
1038
1039         if (bdev)
1040                 bdput(bdev);
1041 }
1042
1043 /**
1044  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1045  * @bdev: block device of interest
1046  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1047  * @holder: holder trying to claim @bdev
1048  *
1049  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1050  *
1051  * CONTEXT:
1052  * spin_lock(&bdev_lock).
1053  *
1054  * RETURNS:
1055  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1056  */
1057 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1058                          void *holder)
1059 {
1060         if (bdev->bd_holder == holder)
1061                 return true;     /* already a holder */
1062         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1063                 return false;    /* held by someone else */
1064         else if (whole == bdev)
1065                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1066
1067         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1068                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1069         else if (whole->bd_holder != NULL)
1070                 return false;    /* is a partition of a held device */
1071         else
1072                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1073 }
1074
1075 /**
1076  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1077  * @bdev: block device of interest
1078  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1079  * @holder: holder trying to claim @bdev
1080  *
1081  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1082  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1083  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1084  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1085  *
1086  * CONTEXT:
1087  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1088  * it multiple times.
1089  *
1090  * RETURNS:
1091  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1092  */
1093 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1094                                struct block_device *whole, void *holder)
1095 {
1096 retry:
1097         /* if someone else claimed, fail */
1098         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1099                 return -EBUSY;
1100
1101         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1102         if (whole->bd_claiming) {
1103                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1104                 DEFINE_WAIT(wait);
1105
1106                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1107                 spin_unlock(&bdev_lock);
1108                 schedule();
1109                 finish_wait(wq, &wait);
1110                 spin_lock(&bdev_lock);
1111                 goto retry;
1112         }
1113
1114         /* yay, all mine */
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1119 {
1120         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1121
1122         if (!disk)
1123                 return NULL;
1124         /*
1125          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1126          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1127          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1128          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1129          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1130          * which is bad.
1131          */
1132         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1133                 put_disk_and_module(disk);
1134                 return NULL;
1135         }
1136         return disk;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1141  * @bdev: block device of interest
1142  * @holder: holder trying to claim @bdev
1143  *
1144  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1145  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1146  * successful call to this function must be matched with a call to
1147  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1148  * fail).
1149  *
1150  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1151  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1152  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1153  * access but may subsequently fail.
1154  *
1155  * CONTEXT:
1156  * Might sleep.
1157  *
1158  * RETURNS:
1159  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1160  * value on failure.
1161  */
1162 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1163                                               void *holder)
1164 {
1165         struct gendisk *disk;
1166         struct block_device *whole;
1167         int partno, err;
1168
1169         might_sleep();
1170
1171         /*
1172          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1173          * and grab the outer block device the hard way.
1174          */
1175         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1176         if (!disk)
1177                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1178
1179         /*
1180          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1181          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1182          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1183          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1184          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1185          * way.
1186          */
1187         if (partno)
1188                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1189         else
1190                 whole = bdgrab(bdev);
1191
1192         put_disk_and_module(disk);
1193         if (!whole)
1194                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1195
1196         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1197         spin_lock(&bdev_lock);
1198
1199         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1200         if (err == 0) {
1201                 whole->bd_claiming = holder;
1202                 spin_unlock(&bdev_lock);
1203                 return whole;
1204         } else {
1205                 spin_unlock(&bdev_lock);
1206                 bdput(whole);
1207                 return ERR_PTR(err);
1208         }
1209 }
1210
1211 #ifdef CONFIG_SYSFS
1212 struct bd_holder_disk {
1213         struct list_head        list;
1214         struct gendisk          *disk;
1215         int                     refcnt;
1216 };
1217
1218 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1219                                                   struct gendisk *disk)
1220 {
1221         struct bd_holder_disk *holder;
1222
1223         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1224                 if (holder->disk == disk)
1225                         return holder;
1226         return NULL;
1227 }
1228
1229 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1230 {
1231         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1232 }
1233
1234 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1235 {
1236         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1237 }
1238
1239 /**
1240  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1241  * @bdev: the claimed slave bdev
1242  * @disk: the holding disk
1243  *
1244  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1245  *
1246  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1247  *
1248  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1249  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1250  *
1251  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1252  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1253  *
1254  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1255  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1256  *
1257  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1258  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1259  * lifetime of these symlinks.
1260  *
1261  * CONTEXT:
1262  * Might sleep.
1263  *
1264  * RETURNS:
1265  * 0 on success, -errno on failure.
1266  */
1267 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1268 {
1269         struct bd_holder_disk *holder;
1270         int ret = 0;
1271
1272         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1273
1274         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1275
1276         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1277         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1278                 goto out_unlock;
1279
1280         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1281         if (holder) {
1282                 holder->refcnt++;
1283                 goto out_unlock;
1284         }
1285
1286         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1287         if (!holder) {
1288                 ret = -ENOMEM;
1289                 goto out_unlock;
1290         }
1291
1292         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1293         holder->disk = disk;
1294         holder->refcnt = 1;
1295
1296         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1297         if (ret)
1298                 goto out_free;
1299
1300         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1301         if (ret)
1302                 goto out_del;
1303         /*
1304          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1305          * the holder directory.  Hold on to it.
1306          */
1307         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1308
1309         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1310         goto out_unlock;
1311
1312 out_del:
1313         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1314 out_free:
1315         kfree(holder);
1316 out_unlock:
1317         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1318         return ret;
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1321
1322 /**
1323  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1324  * @bdev: the calimed slave bdev
1325  * @disk: the holding disk
1326  *
1327  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1328  *
1329  * CONTEXT:
1330  * Might sleep.
1331  */
1332 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1333 {
1334         struct bd_holder_disk *holder;
1335
1336         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1337
1338         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1339
1340         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1341                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1342                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1343                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1344                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1345                 list_del_init(&holder->list);
1346                 kfree(holder);
1347         }
1348
1349         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1350 }
1351 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1352 #endif
1353
1354 /**
1355  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1356  *
1357  * @bdev:      struct block device to be flushed
1358  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1359  *
1360  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1361  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1362  * resize.
1363  */
1364 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1365 {
1366         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1367                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1368                        "resized disk %s\n",
1369                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1370         }
1371
1372         if (!bdev->bd_disk)
1373                 return;
1374         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1375                 bdev->bd_invalidated = 1;
1376 }
1377
1378 /**
1379  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1380  * @disk: struct gendisk to check
1381  * @bdev: struct bdev to adjust.
1382  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1383  *
1384  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1385  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1386  * are freed.
1387  */
1388 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1389                 bool verbose)
1390 {
1391         loff_t disk_size, bdev_size;
1392
1393         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1394         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1395         if (disk_size != bdev_size) {
1396                 if (verbose) {
1397                         printk(KERN_INFO
1398                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1399                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1400                 }
1401                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1402                 if (bdev_size > disk_size)
1403                         flush_disk(bdev, false);
1404         }
1405 }
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         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1423         if (!bdev)
1424                 return ret;
1425
1426         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1427         check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1428         bdev->bd_invalidated = 0;
1429         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1430         bdput(bdev);
1431         return ret;
1432 }
1433 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1434
1435 /*
1436  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1437  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1438  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1439  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1440  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1441  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1442  * to lose :-)
1443  */
1444 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1445 {
1446         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1447         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1448         unsigned int events;
1449
1450         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1451                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1452         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1453                 return 0;
1454
1455         flush_disk(bdev, true);
1456         if (bdops->revalidate_disk)
1457                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1458         return 1;
1459 }
1460
1461 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1462
1463 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1464 {
1465         inode_lock(bdev->bd_inode);
1466         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1467         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1468 }
1469 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1470
1471 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1472
1473 /*
1474  * bd_mutex locking:
1475  *
1476  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1477  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1478  */
1479
1480 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1481 {
1482         struct gendisk *disk;
1483         int ret;
1484         int partno;
1485         int perm = 0;
1486         bool first_open = false;
1487
1488         if (mode & FMODE_READ)
1489                 perm |= MAY_READ;
1490         if (mode & FMODE_WRITE)
1491                 perm |= MAY_WRITE;
1492         /*
1493          * hooks: /n/, see "layering violations".
1494          */
1495         if (!for_part) {
1496                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1497                 if (ret != 0) {
1498                         bdput(bdev);
1499                         return ret;
1500                 }
1501         }
1502
1503  restart:
1504
1505         ret = -ENXIO;
1506         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1507         if (!disk)
1508                 goto out;
1509
1510         disk_block_events(disk);
1511         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1512         if (!bdev->bd_openers) {
1513                 first_open = true;
1514                 bdev->bd_disk = disk;
1515                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1516                 bdev->bd_contains = bdev;
1517                 bdev->bd_partno = partno;
1518
1519                 if (!partno) {
1520                         ret = -ENXIO;
1521                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1522                         if (!bdev->bd_part)
1523                                 goto out_clear;
1524
1525                         ret = 0;
1526                         if (disk->fops->open) {
1527                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1528                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1529                                         /* Lost a race with 'disk' being
1530                                          * deleted, try again.
1531                                          * See md.c
1532                                          */
1533                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1534                                         bdev->bd_part = NULL;
1535                                         bdev->bd_disk = NULL;
1536                                         bdev->bd_queue = NULL;
1537                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1538                                         disk_unblock_events(disk);
1539                                         put_disk_and_module(disk);
1540                                         goto restart;
1541                                 }
1542                         }
1543
1544                         if (!ret) {
1545                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1546                                 set_init_blocksize(bdev);
1547                         }
1548
1549                         /*
1550                          * If the device is invalidated, rescan partition
1551                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1552                          * The latter is necessary to prevent ghost
1553                          * partitions on a removed medium.
1554                          */
1555                         if (bdev->bd_invalidated) {
1556                                 if (!ret)
1557                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1558                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1559                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1560                         }
1561
1562                         if (ret)
1563                                 goto out_clear;
1564                 } else {
1565                         struct block_device *whole;
1566                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1567                         ret = -ENOMEM;
1568                         if (!whole)
1569                                 goto out_clear;
1570                         BUG_ON(for_part);
1571                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1572                         if (ret)
1573                                 goto out_clear;
1574                         bdev->bd_contains = whole;
1575                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1576                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1577                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1578                                 ret = -ENXIO;
1579                                 goto out_clear;
1580                         }
1581                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1582                         set_init_blocksize(bdev);
1583                 }
1584
1585                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1586                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1587         } else {
1588                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1589                         ret = 0;
1590                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1591                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1592                         /* the same as first opener case, read comment there */
1593                         if (bdev->bd_invalidated) {
1594                                 if (!ret)
1595                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1596                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1597                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1598                         }
1599                         if (ret)
1600                                 goto out_unlock_bdev;
1601                 }
1602         }
1603         bdev->bd_openers++;
1604         if (for_part)
1605                 bdev->bd_part_count++;
1606         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1607         disk_unblock_events(disk);
1608         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1609         if (!first_open)
1610                 put_disk_and_module(disk);
1611         return 0;
1612
1613  out_clear:
1614         disk_put_part(bdev->bd_part);
1615         bdev->bd_disk = NULL;
1616         bdev->bd_part = NULL;
1617         bdev->bd_queue = NULL;
1618         if (bdev != bdev->bd_contains)
1619                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1620         bdev->bd_contains = NULL;
1621  out_unlock_bdev:
1622         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1623         disk_unblock_events(disk);
1624         put_disk_and_module(disk);
1625  out:
1626         bdput(bdev);
1627
1628         return ret;
1629 }
1630
1631 /**
1632  * blkdev_get - open a block device
1633  * @bdev: block_device to open
1634  * @mode: FMODE_* mask
1635  * @holder: exclusive holder identifier
1636  *
1637  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1638  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1639  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1640  *
1641  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1642  * @bdev is put.
1643  *
1644  * CONTEXT:
1645  * Might sleep.
1646  *
1647  * RETURNS:
1648  * 0 on success, -errno on failure.
1649  */
1650 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1651 {
1652         struct block_device *whole = NULL;
1653         int res;
1654
1655         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1656
1657         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1658                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1659                 if (IS_ERR(whole)) {
1660                         bdput(bdev);
1661                         return PTR_ERR(whole);
1662                 }
1663         }
1664
1665         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1666
1667         if (whole) {
1668                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1669
1670                 /* finish claiming */
1671                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1672                 spin_lock(&bdev_lock);
1673
1674                 if (!res) {
1675                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1676                         /*
1677                          * Note that for a whole device bd_holders
1678                          * will be incremented twice, and bd_holder
1679                          * will be set to bd_may_claim before being
1680                          * set to holder
1681                          */
1682                         whole->bd_holders++;
1683                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1684                         bdev->bd_holders++;
1685                         bdev->bd_holder = holder;
1686                 }
1687
1688                 /* tell others that we're done */
1689                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1690                 whole->bd_claiming = NULL;
1691                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1692
1693                 spin_unlock(&bdev_lock);
1694
1695                 /*
1696                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1697                  * write holder makes the write_holder state stick until
1698                  * all are released.  This is good enough and tracking
1699                  * individual writeable reference is too fragile given the
1700                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1701                  */
1702                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1703                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1704                         bdev->bd_write_holder = true;
1705                         disk_block_events(disk);
1706                 }
1707
1708                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1709                 bdput(whole);
1710         }
1711
1712         return res;
1713 }
1714 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1715
1716 /**
1717  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1718  * @path: path to the block device to open
1719  * @mode: FMODE_* mask
1720  * @holder: exclusive holder identifier
1721  *
1722  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1723  * and @holder are identical to blkdev_get().
1724  *
1725  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1726  *
1727  * CONTEXT:
1728  * Might sleep.
1729  *
1730  * RETURNS:
1731  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1732  */
1733 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1734                                         void *holder)
1735 {
1736         struct block_device *bdev;
1737         int err;
1738
1739         bdev = lookup_bdev(path);
1740         if (IS_ERR(bdev))
1741                 return bdev;
1742
1743         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1744         if (err)
1745                 return ERR_PTR(err);
1746
1747         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1748                 blkdev_put(bdev, mode);
1749                 return ERR_PTR(-EACCES);
1750         }
1751
1752         return bdev;
1753 }
1754 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1755
1756 /**
1757  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1758  * @dev: device number of block device to open
1759  * @mode: FMODE_* mask
1760  * @holder: exclusive holder identifier
1761  *
1762  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1763  * @holder are identical to blkdev_get().
1764  *
1765  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1766  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1767  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1768  * ever need it - reconsider your API.
1769  *
1770  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1771  *
1772  * CONTEXT:
1773  * Might sleep.
1774  *
1775  * RETURNS:
1776  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1777  */
1778 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1779 {
1780         struct block_device *bdev;
1781         int err;
1782
1783         bdev = bdget(dev);
1784         if (!bdev)
1785                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1786
1787         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1788         if (err)
1789                 return ERR_PTR(err);
1790
1791         return bdev;
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1794
1795 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1796 {
1797         struct block_device *bdev;
1798
1799         /*
1800          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1801          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1802          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1803          * during an unstable branch.
1804          */
1805         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1806
1807         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1808
1809         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1810                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1811         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1812                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1813         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1814                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1815
1816         bdev = bd_acquire(inode);
1817         if (bdev == NULL)
1818                 return -ENOMEM;
1819
1820         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1821         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1822
1823         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1824 }
1825
1826 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1827 {
1828         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1829         struct block_device *victim = NULL;
1830
1831         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1832         if (for_part)
1833                 bdev->bd_part_count--;
1834
1835         if (!--bdev->bd_openers) {
1836                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1837                 sync_blockdev(bdev);
1838                 kill_bdev(bdev);
1839
1840                 bdev_write_inode(bdev);
1841         }
1842         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1843                 if (disk->fops->release)
1844                         disk->fops->release(disk, mode);
1845         }
1846         if (!bdev->bd_openers) {
1847                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1848                 bdev->bd_part = NULL;
1849                 bdev->bd_disk = NULL;
1850                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1851                         victim = bdev->bd_contains;
1852                 bdev->bd_contains = NULL;
1853
1854                 put_disk_and_module(disk);
1855         }
1856         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1857         bdput(bdev);
1858         if (victim)
1859                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1860 }
1861
1862 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1863 {
1864         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1865
1866         if (mode & FMODE_EXCL) {
1867                 bool bdev_free;
1868
1869                 /*
1870                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1871                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1872                  * synchronize disk_holder unlinking.
1873                  */
1874                 spin_lock(&bdev_lock);
1875
1876                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1877                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1878
1879                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1880                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1881                         bdev->bd_holder = NULL;
1882                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1883                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1884
1885                 spin_unlock(&bdev_lock);
1886
1887                 /*
1888                  * If this was the last claim, remove holder link and
1889                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1890                  */
1891                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1892                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1893                         bdev->bd_write_holder = false;
1894                 }
1895         }
1896
1897         /*
1898          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1899          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1900          * from userland - e.g. eject(1).
1901          */
1902         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1903
1904         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1905
1906         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1907 }
1908 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1909
1910 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1911 {
1912         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1913         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1914         return 0;
1915 }
1916
1917 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1918 {
1919         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1920         fmode_t mode = file->f_mode;
1921
1922         /*
1923          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1924          * to updated it before every ioctl.
1925          */
1926         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1927                 mode |= FMODE_NDELAY;
1928         else
1929                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1930
1931         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1936  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1937  *
1938  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1939  * use.
1940  */
1941 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1942 {
1943         struct file *file = iocb->ki_filp;
1944         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1945         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1946         struct blk_plug plug;
1947         ssize_t ret;
1948
1949         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1950                 return -EPERM;
1951
1952         if (!iov_iter_count(from))
1953                 return 0;
1954
1955         if (iocb->ki_pos >= size)
1956                 return -ENOSPC;
1957
1958         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1959                 return -EOPNOTSUPP;
1960
1961         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1962
1963         blk_start_plug(&plug);
1964         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1965         if (ret > 0)
1966                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1967         blk_finish_plug(&plug);
1968         return ret;
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1971
1972 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1973 {
1974         struct file *file = iocb->ki_filp;
1975         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1976         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1977         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1978
1979         if (pos >= size)
1980                 return 0;
1981
1982         size -= pos;
1983         iov_iter_truncate(to, size);
1984         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1987
1988 /*
1989  * Try to release a page associated with block device when the system
1990  * is under memory pressure.
1991  */
1992 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1993 {
1994         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1995
1996         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1997                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1998
1999         return try_to_free_buffers(page);
2000 }
2001
2002 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2003                              struct writeback_control *wbc)
2004 {
2005         return generic_writepages(mapping, wbc);
2006 }
2007
2008 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2009         .readpage       = blkdev_readpage,
2010         .readpages      = blkdev_readpages,
2011         .writepage      = blkdev_writepage,
2012         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2013         .write_end      = blkdev_write_end,
2014         .writepages     = blkdev_writepages,
2015         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2016         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2017         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2018         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2019 };
2020
2021 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2022                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2023                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2024
2025 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2026                              loff_t len)
2027 {
2028         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2029         struct address_space *mapping;
2030         loff_t end = start + len - 1;
2031         loff_t isize;
2032         int error;
2033
2034         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2035         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2036                 return -EOPNOTSUPP;
2037
2038         /* Don't go off the end of the device. */
2039         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2040         if (start >= isize)
2041                 return -EINVAL;
2042         if (end >= isize) {
2043                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2044                         len = isize - start;
2045                         end = start + len - 1;
2046                 } else
2047                         return -EINVAL;
2048         }
2049
2050         /*
2051          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2052          */
2053         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2054                 return -EINVAL;
2055
2056         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2057         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2058         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2059
2060         switch (mode) {
2061         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2062         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2063                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2064                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2065                 break;
2066         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2067                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2068                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2069                 break;
2070         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2071                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2072                                              GFP_KERNEL, 0);
2073                 break;
2074         default:
2075                 return -EOPNOTSUPP;
2076         }
2077         if (error)
2078                 return error;
2079
2080         /*
2081          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2082          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2083          * inclusive, so the rounding here is safe.
2084          */
2085         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2086                                              start >> PAGE_SHIFT,
2087                                              end >> PAGE_SHIFT);
2088 }
2089
2090 const struct file_operations def_blk_fops = {
2091         .open           = blkdev_open,
2092         .release        = blkdev_close,
2093         .llseek         = block_llseek,
2094         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2095         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2096         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2097         .mmap           = generic_file_mmap,
2098         .fsync          = blkdev_fsync,
2099         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2100 #ifdef CONFIG_COMPAT
2101         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2102 #endif
2103         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2104         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2105         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2106 };
2107
2108 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2109 {
2110         int res;
2111         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2112         set_fs(KERNEL_DS);
2113         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2114         set_fs(old_fs);
2115         return res;
2116 }
2117
2118 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2119
2120 /**
2121  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2122  * @pathname:   special file representing the block device
2123  *
2124  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2125  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2126  * otherwise.
2127  */
2128 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2129 {
2130         struct block_device *bdev;
2131         struct inode *inode;
2132         struct path path;
2133         int error;
2134
2135         if (!pathname || !*pathname)
2136                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2137
2138         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2139         if (error)
2140                 return ERR_PTR(error);
2141
2142         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2143         error = -ENOTBLK;
2144         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2145                 goto fail;
2146         error = -EACCES;
2147         if (!may_open_dev(&path))
2148                 goto fail;
2149         error = -ENOMEM;
2150         bdev = bd_acquire(inode);
2151         if (!bdev)
2152                 goto fail;
2153 out:
2154         path_put(&path);
2155         return bdev;
2156 fail:
2157         bdev = ERR_PTR(error);
2158         goto out;
2159 }
2160 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2161
2162 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2163 {
2164         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2165         int res = 0;
2166
2167         if (sb) {
2168                 /*
2169                  * no need to lock the super, get_super holds the
2170                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2171                  * under us (->put_super runs with the write lock
2172                  * hold).
2173                  */
2174                 shrink_dcache_sb(sb);
2175                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2176                 drop_super(sb);
2177         }
2178         invalidate_bdev(bdev);
2179         return res;
2180 }
2181 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2182
2183 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2184 {
2185         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2186
2187         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2188         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2189                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2190                 struct block_device *bdev;
2191
2192                 spin_lock(&inode->i_lock);
2193                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2194                     mapping->nrpages == 0) {
2195                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2196                         continue;
2197                 }
2198                 __iget(inode);
2199                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2200                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2201                 /*
2202                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2203                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2204                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2205                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2206                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2207                  * later.
2208                  */
2209                 iput(old_inode);
2210                 old_inode = inode;
2211                 bdev = I_BDEV(inode);
2212
2213                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2214                 if (bdev->bd_openers)
2215                         func(bdev, arg);
2216                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2217
2218                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2219         }
2220         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2221         iput(old_inode);
2222 }