fs/block_dev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/fs/block_dev.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   6  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   7  */
   8
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/fcntl.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kmod.h>
  14 #include <linux/major.h>
  15 #include <linux/device_cgroup.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/blkdev.h>
  18 #include <linux/backing-dev.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/blkpg.h>
  21 #include <linux/magic.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/pseudo_fs.h>
  29 #include <linux/uio.h>
  30 #include <linux/namei.h>
  31 #include <linux/log2.h>
  32 #include <linux/cleancache.h>
  33 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  34 #include <linux/falloc.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <linux/suspend.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 static 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
  89 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  90 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages) {
  95                 invalidate_bh_lrus();
  96                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  97                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  98         }
  99         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 100          * But, for the strange corners, lets be cautious
 101          */
 102         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 103 }
 104 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 105
 106 /*
 107  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
 108  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
 109  */
 110 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 111                         loff_t lstart, loff_t lend)
 112 {
 113         struct block_device *claimed_bdev = NULL;
 114         int err;
 115
 116         /*
 117          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
 118          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
 119          * under live filesystem.
 120          */
 121         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
 122                 claimed_bdev = bdev->bd_contains;
 123                 err = bd_prepare_to_claim(bdev, claimed_bdev,
 124                                           truncate_bdev_range);
 125                 if (err)
 126                         goto invalidate;
 127         }
 128         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
 129         if (claimed_bdev)
 130                 bd_abort_claiming(bdev, claimed_bdev, truncate_bdev_range);
 131         return 0;
 132
 133 invalidate:
 134         /*
 135          * Someone else has handle exclusively open. Try invalidating instead.
 136          * The 'end' argument is inclusive so the rounding is safe.
 137          */
 138         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 139                                              lstart >> PAGE_SHIFT,
 140                                              lend >> PAGE_SHIFT);
 141 }
 142 EXPORT_SYMBOL(truncate_bdev_range);
 143
 144 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 145 {
 146         unsigned int bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 147         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 148
 149         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 150                 if (size & bsize)
 151                         break;
 152                 bsize <<= 1;
 153         }
 154         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 155 }
 156
 157 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 158 {
 159         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 160         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 161                 return -EINVAL;
 162
 163         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 164         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 165                 return -EINVAL;
 166
 167         /* Don't change the size if it is same as current */
 168         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
 169                 sync_blockdev(bdev);
 170                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 171                 kill_bdev(bdev);
 172         }
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 177
 178 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 179 {
 180         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 181                 return 0;
 182         /* If we get here, we know size is power of two
 183          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 184         sb->s_blocksize = size;
 185         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 186         return sb->s_blocksize;
 187 }
 188
 189 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 190
 191 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 192 {
 193         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 194         if (size < minsize)
 195                 size = minsize;
 196         return sb_set_blocksize(sb, size);
 197 }
 198
 199 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 200
 201 static int
 202 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 203                 struct buffer_head *bh, int create)
 204 {
 205         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 206         bh->b_blocknr = iblock;
 207         set_buffer_mapped(bh);
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 212 {
 213         return file->f_mapping->host;
 214 }
 215
 216 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 217 {
 218         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 219
 220         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 221         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 222                 op |= REQ_FUA;
 223         return op;
 224 }
 225
 226 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 227
 228 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 229 {
 230         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 231
 232         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 233         blk_wake_io_task(waiter);
 234 }
 235
 236 static ssize_t
 237 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 238                 int nr_pages)
 239 {
 240         struct file *file = iocb->ki_filp;
 241         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 242         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
 243         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 244         bool should_dirty = false;
 245         struct bio bio;
 246         ssize_t ret;
 247         blk_qc_t qc;
 248
 249         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 250             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 251                 return -EINVAL;
 252
 253         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 254                 vecs = inline_vecs;
 255         else {
 256                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 257                                      GFP_KERNEL);
 258                 if (!vecs)
 259                         return -ENOMEM;
 260         }
 261
 262         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 263         bio_set_dev(&bio, bdev);
 264         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 265         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 266         bio.bi_private = current;
 267         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 268         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 269
 270         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 271         if (unlikely(ret))
 272                 goto out;
 273         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 274
 275         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 276                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 277                 if (iter_is_iovec(iter))
 278                         should_dirty = true;
 279         } else {
 280                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 281                 task_io_account_write(ret);
 282         }
 283         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 284                 bio.bi_opf |= REQ_NOWAIT;
 285         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 286                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 287
 288         qc = submit_bio(&bio);
 289         for (;;) {
 290                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 291                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 292                         break;
 293                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 294                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 295                         blk_io_schedule();
 296         }
 297         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 298
 299         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
 300         if (unlikely(bio.bi_status))
 301                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 302
 303 out:
 304         if (vecs != inline_vecs)
 305                 kfree(vecs);
 306
 307         bio_uninit(&bio);
 308
 309         return ret;
 310 }
 311
 312 struct blkdev_dio {
 313         union {
 314                 struct kiocb            *iocb;
 315                 struct task_struct      *waiter;
 316         };
 317         size_t                  size;
 318         atomic_t                ref;
 319         bool                    multi_bio : 1;
 320         bool                    should_dirty : 1;
 321         bool                    is_sync : 1;
 322         struct bio              bio;
 323 };
 324
 325 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 326
 327 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 328 {
 329         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 330         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 331
 332         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 333 }
 334
 335 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 336 {
 337         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 338         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 339
 340         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 341                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 342
 343         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 344                 if (!dio->is_sync) {
 345                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 346                         ssize_t ret;
 347
 348                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 349                                 ret = dio->size;
 350                                 iocb->ki_pos += ret;
 351                         } else {
 352                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 353                         }
 354
 355                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 356                         if (dio->multi_bio)
 357                                 bio_put(&dio->bio);
 358                 } else {
 359                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 360
 361                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 362                         blk_wake_io_task(waiter);
 363                 }
 364         }
 365
 366         if (should_dirty) {
 367                 bio_check_pages_dirty(bio);
 368         } else {
 369                 bio_release_pages(bio, false);
 370                 bio_put(bio);
 371         }
 372 }
 373
 374 static ssize_t
 375 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 376 {
 377         struct file *file = iocb->ki_filp;
 378         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 379         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 380         struct blk_plug plug;
 381         struct blkdev_dio *dio;
 382         struct bio *bio;
 383         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 384         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 385         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 386         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 387         int ret = 0;
 388
 389         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 390             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 391                 return -EINVAL;
 392
 393         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 394
 395         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 396         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 397         if (dio->is_sync) {
 398                 dio->waiter = current;
 399                 bio_get(bio);
 400         } else {
 401                 dio->iocb = iocb;
 402         }
 403
 404         dio->size = 0;
 405         dio->multi_bio = false;
 406         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 407
 408         /*
 409          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 410          * to issue
 411          */
 412         if (!is_poll)
 413                 blk_start_plug(&plug);
 414
 415         for (;;) {
 416                 bio_set_dev(bio, bdev);
 417                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 418                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 419                 bio->bi_private = dio;
 420                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 421                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 422
 423                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 424                 if (unlikely(ret)) {
 425                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 426                         bio_endio(bio);
 427                         break;
 428                 }
 429
 430                 if (is_read) {
 431                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 432                         if (dio->should_dirty)
 433                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 434                 } else {
 435                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 436                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 437                 }
 438                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 439                         bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
 440
 441                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 442                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 443
 444                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 445                 if (!nr_pages) {
 446                         bool polled = false;
 447
 448                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 449                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 450                                 polled = true;
 451                         }
 452
 453                         qc = submit_bio(bio);
 454
 455                         if (polled)
 456                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 457                         break;
 458                 }
 459
 460                 if (!dio->multi_bio) {
 461                         /*
 462                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 463                          * structure which is embedded into the first bio
 464                          * stays around.
 465                          */
 466                         if (!is_sync)
 467                                 bio_get(bio);
 468                         dio->multi_bio = true;
 469                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 470                 } else {
 471                         atomic_inc(&dio->ref);
 472                 }
 473
 474                 submit_bio(bio);
 475                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 476         }
 477
 478         if (!is_poll)
 479                 blk_finish_plug(&plug);
 480
 481         if (!is_sync)
 482                 return -EIOCBQUEUED;
 483
 484         for (;;) {
 485                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 486                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 487                         break;
 488
 489                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 490                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 491                         blk_io_schedule();
 492         }
 493         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 494
 495         if (!ret)
 496                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 497         if (likely(!ret))
 498                 ret = dio->size;
 499
 500         bio_put(&dio->bio);
 501         return ret;
 502 }
 503
 504 static ssize_t
 505 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 506 {
 507         int nr_pages;
 508
 509         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 510         if (!nr_pages)
 511                 return 0;
 512         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 513                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 514
 515         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 516 }
 517
 518 static __init int blkdev_init(void)
 519 {
 520         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 521 }
 522 module_init(blkdev_init);
 523
 524 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 525 {
 526         if (!bdev)
 527                 return 0;
 528         if (!wait)
 529                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 530         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 535  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 536  */
 537 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 538 {
 539         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 540 }
 541 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 542
 543 /*
 544  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 545  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 546  * device.  Takes the superblock lock.
 547  */
 548 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 549 {
 550         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 551         if (sb) {
 552                 int res = sync_filesystem(sb);
 553                 drop_super(sb);
 554                 return res;
 555         }
 556         return sync_blockdev(bdev);
 557 }
 558 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 559
 560 /**
 561  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 562  * @bdev:       blockdevice to lock
 563  *
 564  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 565  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 566  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 567  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 568  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 569  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 570  * actually.
 571  */
 572 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 573 {
 574         struct super_block *sb;
 575         int error = 0;
 576
 577         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 578         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 579                 /*
 580                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 581                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 582                  * thaw_bdev drops it.
 583                  */
 584                 sb = get_super(bdev);
 585                 if (sb)
 586                         drop_super(sb);
 587                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 588                 return sb;
 589         }
 590
 591         sb = get_active_super(bdev);
 592         if (!sb)
 593                 goto out;
 594         if (sb->s_op->freeze_super)
 595                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 596         else
 597                 error = freeze_super(sb);
 598         if (error) {
 599                 deactivate_super(sb);
 600                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 601                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 602                 return ERR_PTR(error);
 603         }
 604         deactivate_super(sb);
 605  out:
 606         sync_blockdev(bdev);
 607         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 608         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 609 }
 610 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 611
 612 /**
 613  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 614  * @bdev:       blockdevice to unlock
 615  * @sb:         associated superblock
 616  *
 617  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 618  */
 619 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 620 {
 621         int error = -EINVAL;
 622
 623         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 624         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 625                 goto out;
 626
 627         error = 0;
 628         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 629                 goto out;
 630
 631         if (!sb)
 632                 goto out;
 633
 634         if (sb->s_op->thaw_super)
 635                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 636         else
 637                 error = thaw_super(sb);
 638         if (error)
 639                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 640 out:
 641         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 642         return error;
 643 }
 644 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 645
 646 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 647 {
 648         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 649 }
 650
 651 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 652 {
 653         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 654 }
 655
 656 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
 657 {
 658         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
 659 }
 660
 661 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 662                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 663                         struct page **pagep, void **fsdata)
 664 {
 665         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 666                                  blkdev_get_block);
 667 }
 668
 669 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 670                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 671                         struct page *page, void *fsdata)
 672 {
 673         int ret;
 674         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 675
 676         unlock_page(page);
 677         put_page(page);
 678
 679         return ret;
 680 }
 681
 682 /*
 683  * private llseek:
 684  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 685  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 686  */
 687 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 688 {
 689         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 690         loff_t retval;
 691
 692         inode_lock(bd_inode);
 693         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 694         inode_unlock(bd_inode);
 695         return retval;
 696 }
 697
 698 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 699 {
 700         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 701         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 702         int error;
 703
 704         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 705         if (error)
 706                 return error;
 707
 708         /*
 709          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 710          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 711          * O_SYNC writers to a block device.
 712          */
 713         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL);
 714         if (error == -EOPNOTSUPP)
 715                 error = 0;
 716
 717         return error;
 718 }
 719 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 720
 721 /**
 722  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 723  * @bdev: The device to read the page from
 724  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 725  * @page: The page to read
 726  *
 727  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 728  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 729  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 730  *
 731  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 732  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 733  * than propagate an error back up the stack.
 734  *
 735  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 736  */
 737 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 738                         struct page *page)
 739 {
 740         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 741         int result = -EOPNOTSUPP;
 742
 743         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 744                 return result;
 745
 746         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 747         if (result)
 748                 return result;
 749         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 750                               REQ_OP_READ);
 751         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 752         return result;
 753 }
 754
 755 /**
 756  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 757  * @bdev: The device to write the page to
 758  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 759  * @page: The page to write
 760  * @wbc: The writeback_control for the write
 761  *
 762  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 763  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 764  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 765  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 766  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 767  *
 768  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 769  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 770  * than propagate an error back up the stack.
 771  *
 772  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 773  */
 774 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 775                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 776 {
 777         int result;
 778         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 779
 780         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 781                 return -EOPNOTSUPP;
 782         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 783         if (result)
 784                 return result;
 785
 786         set_page_writeback(page);
 787         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 788                               REQ_OP_WRITE);
 789         if (result) {
 790                 end_page_writeback(page);
 791         } else {
 792                 clean_page_buffers(page);
 793                 unlock_page(page);
 794         }
 795         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 796         return result;
 797 }
 798
 799 /*
 800  * pseudo-fs
 801  */
 802
 803 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 804 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 805
 806 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 807 {
 808         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 809         if (!ei)
 810                 return NULL;
 811         return &ei->vfs_inode;
 812 }
 813
 814 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 815 {
 816         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 817 }
 818
 819 static void init_once(void *foo)
 820 {
 821         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 822         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 823
 824         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 825         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 826 #ifdef CONFIG_SYSFS
 827         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 828 #endif
 829         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 830         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 831         /* Initialize mutex for freeze. */
 832         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 833 }
 834
 835 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 836 {
 837         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 838         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 839         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 840         clear_inode(inode);
 841         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 842         inode_detach_wb(inode);
 843         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 844                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 845                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 846         }
 847 }
 848
 849 static const struct super_operations bdev_sops = {
 850         .statfs = simple_statfs,
 851         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 852         .free_inode = bdev_free_inode,
 853         .drop_inode = generic_delete_inode,
 854         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 855 };
 856
 857 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 858 {
 859         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 860         if (!ctx)
 861                 return -ENOMEM;
 862         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 863         ctx->ops = &bdev_sops;
 864         return 0;
 865 }
 866
 867 static struct file_system_type bd_type = {
 868         .name           = "bdev",
 869         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 870         .kill_sb        = kill_anon_super,
 871 };
 872
 873 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 874 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 875
 876 void __init bdev_cache_init(void)
 877 {
 878         int err;
 879         static struct vfsmount *bd_mnt;
 880
 881         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 882                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 883                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 884                         init_once);
 885         err = register_filesystem(&bd_type);
 886         if (err)
 887                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 888         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 889         if (IS_ERR(bd_mnt))
 890                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 891         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 892 }
 893
 894 /*
 895  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 896  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 897  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 898  */
 899 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 900 {
 901         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 902 }
 903
 904 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 905 {
 906         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 907 }
 908
 909 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 910 {
 911         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 912         return 0;
 913 }
 914
 915 static struct block_device *bdget(dev_t dev)
 916 {
 917         struct block_device *bdev;
 918         struct inode *inode;
 919
 920         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 921                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 922
 923         if (!inode)
 924                 return NULL;
 925
 926         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 927
 928         if (inode->i_state & I_NEW) {
 929                 spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
 930                 bdev->bd_contains = NULL;
 931                 bdev->bd_super = NULL;
 932                 bdev->bd_inode = inode;
 933                 bdev->bd_part_count = 0;
 934                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 935                 inode->i_rdev = dev;
 936                 inode->i_bdev = bdev;
 937                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 938                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 939                 unlock_new_inode(inode);
 940         }
 941         return bdev;
 942 }
 943
 944 /**
 945  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 946  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 947  */
 948 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 949 {
 950         ihold(bdev->bd_inode);
 951         return bdev;
 952 }
 953 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 954
 955 struct block_device *bdget_part(struct hd_struct *part)
 956 {
 957         return bdget(part_devt(part));
 958 }
 959
 960 long nr_blockdev_pages(void)
 961 {
 962         struct inode *inode;
 963         long ret = 0;
 964
 965         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 966         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
 967                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
 968         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 969
 970         return ret;
 971 }
 972
 973 void bdput(struct block_device *bdev)
 974 {
 975         iput(bdev->bd_inode);
 976 }
 977
 978 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 979
 980 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 981 {
 982         struct block_device *bdev;
 983
 984         spin_lock(&bdev_lock);
 985         bdev = inode->i_bdev;
 986         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 987                 bdgrab(bdev);
 988                 spin_unlock(&bdev_lock);
 989                 return bdev;
 990         }
 991         spin_unlock(&bdev_lock);
 992
 993         /*
 994          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 995          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 996          * up block device inode again just in case new device got
 997          * reestablished under the same device number.
 998          */
 999         if (bdev)
1000                 bd_forget(inode);
1001
1002         bdev = bdget(inode->i_rdev);
1003         if (bdev) {
1004                 spin_lock(&bdev_lock);
1005                 if (!inode->i_bdev) {
1006                         /*
1007                          * We take an additional reference to bd_inode,
1008                          * and it's released in clear_inode() of inode.
1009                          * So, we can access it via ->i_mapping always
1010                          * without igrab().
1011                          */
1012                         bdgrab(bdev);
1013                         inode->i_bdev = bdev;
1014                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1015                 }
1016                 spin_unlock(&bdev_lock);
1017         }
1018         return bdev;
1019 }
1020
1021 /* Call when you free inode */
1022
1023 void bd_forget(struct inode *inode)
1024 {
1025         struct block_device *bdev = NULL;
1026
1027         spin_lock(&bdev_lock);
1028         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1029                 bdev = inode->i_bdev;
1030         inode->i_bdev = NULL;
1031         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1032         spin_unlock(&bdev_lock);
1033
1034         if (bdev)
1035                 bdput(bdev);
1036 }
1037
1038 /**
1039  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1040  * @bdev: block device of interest
1041  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1042  * @holder: holder trying to claim @bdev
1043  *
1044  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1045  *
1046  * CONTEXT:
1047  * spin_lock(&bdev_lock).
1048  *
1049  * RETURNS:
1050  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1051  */
1052 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1053                          void *holder)
1054 {
1055         if (bdev->bd_holder == holder)
1056                 return true;     /* already a holder */
1057         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1058                 return false;    /* held by someone else */
1059         else if (whole == bdev)
1060                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1061
1062         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1063                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1064         else if (whole->bd_holder != NULL)
1065                 return false;    /* is a partition of a held device */
1066         else
1067                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1068 }
1069
1070 /**
1071  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
1072  * @bdev: block device of interest
1073  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1074  * @holder: holder trying to claim @bdev
1075  *
1076  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
1077  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
1078  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1079  *
1080  * RETURNS:
1081  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1082  */
1083 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1084                 void *holder)
1085 {
1086 retry:
1087         spin_lock(&bdev_lock);
1088         /* if someone else claimed, fail */
1089         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
1090                 spin_unlock(&bdev_lock);
1091                 return -EBUSY;
1092         }
1093
1094         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1095         if (whole->bd_claiming) {
1096                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1097                 DEFINE_WAIT(wait);
1098
1099                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1100                 spin_unlock(&bdev_lock);
1101                 schedule();
1102                 finish_wait(wq, &wait);
1103                 goto retry;
1104         }
1105
1106         /* yay, all mine */
1107         whole->bd_claiming = holder;
1108         spin_unlock(&bdev_lock);
1109         return 0;
1110 }
1111 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
1112
1113 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1114 {
1115         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1116
1117         if (!disk)
1118                 return NULL;
1119         /*
1120          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1121          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1122          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1123          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1124          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1125          * which is bad.
1126          */
1127         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1128                 put_disk_and_module(disk);
1129                 return NULL;
1130         }
1131         return disk;
1132 }
1133
1134 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1135 {
1136         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1137         /* tell others that we're done */
1138         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1139         whole->bd_claiming = NULL;
1140         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1141 }
1142
1143 /**
1144  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1145  * @bdev: block device of interest
1146  * @whole: whole block device
1147  * @holder: holder that has claimed @bdev
1148  *
1149  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1150  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1151  */
1152 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev,
1153                 struct block_device *whole, void *holder)
1154 {
1155         spin_lock(&bdev_lock);
1156         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1157         /*
1158          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1159          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1160          */
1161         whole->bd_holders++;
1162         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1163         bdev->bd_holders++;
1164         bdev->bd_holder = holder;
1165         bd_clear_claiming(whole, holder);
1166         spin_unlock(&bdev_lock);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1171  * @bdev: block device of interest
1172  * @whole: whole block device
1173  * @holder: holder that has claimed @bdev
1174  *
1175  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1176  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1177  * to block other exclusive openers for a while.
1178  */
1179 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1180                        void *holder)
1181 {
1182         spin_lock(&bdev_lock);
1183         bd_clear_claiming(whole, holder);
1184         spin_unlock(&bdev_lock);
1185 }
1186 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1187
1188 #ifdef CONFIG_SYSFS
1189 struct bd_holder_disk {
1190         struct list_head        list;
1191         struct gendisk          *disk;
1192         int                     refcnt;
1193 };
1194
1195 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1196                                                   struct gendisk *disk)
1197 {
1198         struct bd_holder_disk *holder;
1199
1200         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1201                 if (holder->disk == disk)
1202                         return holder;
1203         return NULL;
1204 }
1205
1206 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1207 {
1208         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1209 }
1210
1211 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1212 {
1213         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1214 }
1215
1216 /**
1217  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1218  * @bdev: the claimed slave bdev
1219  * @disk: the holding disk
1220  *
1221  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1222  *
1223  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1224  *
1225  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1226  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1227  *
1228  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1229  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1230  *
1231  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1232  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1233  *
1234  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1235  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1236  * lifetime of these symlinks.
1237  *
1238  * CONTEXT:
1239  * Might sleep.
1240  *
1241  * RETURNS:
1242  * 0 on success, -errno on failure.
1243  */
1244 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1245 {
1246         struct bd_holder_disk *holder;
1247         int ret = 0;
1248
1249         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1250
1251         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1252
1253         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1254         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1255                 goto out_unlock;
1256
1257         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1258         if (holder) {
1259                 holder->refcnt++;
1260                 goto out_unlock;
1261         }
1262
1263         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1264         if (!holder) {
1265                 ret = -ENOMEM;
1266                 goto out_unlock;
1267         }
1268
1269         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1270         holder->disk = disk;
1271         holder->refcnt = 1;
1272
1273         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1274         if (ret)
1275                 goto out_free;
1276
1277         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1278         if (ret)
1279                 goto out_del;
1280         /*
1281          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1282          * the holder directory.  Hold on to it.
1283          */
1284         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1285
1286         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1287         goto out_unlock;
1288
1289 out_del:
1290         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1291 out_free:
1292         kfree(holder);
1293 out_unlock:
1294         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1295         return ret;
1296 }
1297 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1298
1299 /**
1300  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1301  * @bdev: the calimed slave bdev
1302  * @disk: the holding disk
1303  *
1304  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1305  *
1306  * CONTEXT:
1307  * Might sleep.
1308  */
1309 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1310 {
1311         struct bd_holder_disk *holder;
1312
1313         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1314
1315         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1316
1317         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1318                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1319                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1320                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1321                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1322                 list_del_init(&holder->list);
1323                 kfree(holder);
1324         }
1325
1326         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1327 }
1328 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1329 #endif
1330
1331 /**
1332  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1333  * @disk: struct gendisk to check
1334  * @bdev: struct bdev to adjust.
1335  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1336  *
1337  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1338  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1339  * are freed.
1340  */
1341 static void check_disk_size_change(struct gendisk *disk,
1342                 struct block_device *bdev, bool verbose)
1343 {
1344         loff_t disk_size, bdev_size;
1345
1346         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
1347         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1348         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1349         if (disk_size != bdev_size) {
1350                 if (verbose) {
1351                         printk(KERN_INFO
1352                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1353                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1354                 }
1355                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1356         }
1357         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
1358
1359         if (bdev_size > disk_size) {
1360                 if (__invalidate_device(bdev, false))
1361                         pr_warn("VFS: busy inodes on resized disk %s\n",
1362                                 disk->disk_name);
1363         }
1364 }
1365
1366 /**
1367  * revalidate_disk_size - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1368  * @disk: struct gendisk to check
1369  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1370  *
1371  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1372  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1373  * are freed.
1374  */
1375 void revalidate_disk_size(struct gendisk *disk, bool verbose)
1376 {
1377         struct block_device *bdev;
1378
1379         /*
1380          * Hidden disks don't have associated bdev so there's no point in
1381          * revalidating them.
1382          */
1383         if (disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)
1384                 return;
1385
1386         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1387         if (bdev) {
1388                 check_disk_size_change(disk, bdev, verbose);
1389                 bdput(bdev);
1390         }
1391 }
1392 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk_size);
1393
1394 void bd_set_nr_sectors(struct block_device *bdev, sector_t sectors)
1395 {
1396         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
1397         i_size_write(bdev->bd_inode, (loff_t)sectors << SECTOR_SHIFT);
1398         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
1399 }
1400 EXPORT_SYMBOL(bd_set_nr_sectors);
1401
1402 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1403
1404 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1405 {
1406         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1407         int ret;
1408
1409         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1410
1411         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP))
1412                 return -ENXIO;
1413
1414 rescan:
1415         ret = blk_drop_partitions(bdev);
1416         if (ret)
1417                 return ret;
1418
1419         clear_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state);
1420
1421         /*
1422          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1423          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1424          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1425          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1426          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1427          * userspace for this particular setup.
1428          */
1429         if (invalidate) {
1430                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1431                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1432                         set_capacity(disk, 0);
1433         } else {
1434                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1435                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1436         }
1437
1438         check_disk_size_change(disk, bdev, !invalidate);
1439
1440         if (get_capacity(disk)) {
1441                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1442                 if (ret == -EAGAIN)
1443                         goto rescan;
1444         } else if (invalidate) {
1445                 /*
1446                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1447                  * changed.
1448                  */
1449                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1450         }
1451
1452         return ret;
1453 }
1454 /*
1455  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1456  * code!
1457  */
1458 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1459
1460 /*
1461  * bd_mutex locking:
1462  *
1463  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1464  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1465  */
1466
1467 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder,
1468                 int for_part)
1469 {
1470         struct block_device *whole = NULL, *claiming = NULL;
1471         struct gendisk *disk;
1472         int ret;
1473         int partno;
1474         bool first_open = false, unblock_events = true, need_restart;
1475
1476  restart:
1477         need_restart = false;
1478         ret = -ENXIO;
1479         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1480         if (!disk)
1481                 goto out;
1482
1483         if (partno) {
1484                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1485                 if (!whole) {
1486                         ret = -ENOMEM;
1487                         goto out_put_disk;
1488                 }
1489         }
1490
1491         if (!for_part && (mode & FMODE_EXCL)) {
1492                 WARN_ON_ONCE(!holder);
1493                 if (whole)
1494                         claiming = whole;
1495                 else
1496                         claiming = bdev;
1497                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, claiming, holder);
1498                 if (ret)
1499                         goto out_put_whole;
1500         }
1501
1502         disk_block_events(disk);
1503         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1504         if (!bdev->bd_openers) {
1505                 first_open = true;
1506                 bdev->bd_disk = disk;
1507                 bdev->bd_contains = bdev;
1508                 bdev->bd_partno = partno;
1509
1510                 if (!partno) {
1511                         ret = -ENXIO;
1512                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1513                         if (!bdev->bd_part)
1514                                 goto out_clear;
1515
1516                         ret = 0;
1517                         if (disk->fops->open) {
1518                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1519                                 /*
1520                                  * If we lost a race with 'disk' being deleted,
1521                                  * try again.  See md.c
1522                                  */
1523                                 if (ret == -ERESTARTSYS)
1524                                         need_restart = true;
1525                         }
1526
1527                         if (!ret) {
1528                                 bd_set_nr_sectors(bdev, get_capacity(disk));
1529                                 set_init_blocksize(bdev);
1530                         }
1531
1532                         /*
1533                          * If the device is invalidated, rescan partition
1534                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1535                          * The latter is necessary to prevent ghost
1536                          * partitions on a removed medium.
1537                          */
1538                         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state) &&
1539                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1540                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1541
1542                         if (ret)
1543                                 goto out_clear;
1544                 } else {
1545                         BUG_ON(for_part);
1546                         ret = __blkdev_get(whole, mode, NULL, 1);
1547                         if (ret)
1548                                 goto out_clear;
1549                         bdev->bd_contains = bdgrab(whole);
1550                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1551                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1552                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1553                                 ret = -ENXIO;
1554                                 goto out_clear;
1555                         }
1556                         bd_set_nr_sectors(bdev, bdev->bd_part->nr_sects);
1557                         set_init_blocksize(bdev);
1558                 }
1559
1560                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1561                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1562         } else {
1563                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1564                         ret = 0;
1565                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1566                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1567                         /* the same as first opener case, read comment there */
1568                         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state) &&
1569                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1570                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1571                         if (ret)
1572                                 goto out_unlock_bdev;
1573                 }
1574         }
1575         bdev->bd_openers++;
1576         if (for_part)
1577                 bdev->bd_part_count++;
1578         if (claiming)
1579                 bd_finish_claiming(bdev, claiming, holder);
1580
1581         /*
1582          * Block event polling for write claims if requested.  Any write holder
1583          * makes the write_holder state stick until all are released.  This is
1584          * good enough and tracking individual writeable reference is too
1585          * fragile given the way @mode is used in blkdev_get/put().
1586          */
1587         if (claiming && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1588             (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1589                 bdev->bd_write_holder = true;
1590                 unblock_events = false;
1591         }
1592         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1593
1594         if (unblock_events)
1595                 disk_unblock_events(disk);
1596
1597         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1598         if (!first_open)
1599                 put_disk_and_module(disk);
1600         if (whole)
1601                 bdput(whole);
1602         return 0;
1603
1604  out_clear:
1605         disk_put_part(bdev->bd_part);
1606         bdev->bd_disk = NULL;
1607         bdev->bd_part = NULL;
1608         if (bdev != bdev->bd_contains)
1609                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1610         bdev->bd_contains = NULL;
1611  out_unlock_bdev:
1612         if (claiming)
1613                 bd_abort_claiming(bdev, claiming, holder);
1614         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1615         disk_unblock_events(disk);
1616  out_put_whole:
1617         if (whole)
1618                 bdput(whole);
1619  out_put_disk:
1620         put_disk_and_module(disk);
1621         if (need_restart)
1622                 goto restart;
1623  out:
1624         return ret;
1625 }
1626
1627 /**
1628  * blkdev_get - open a block device
1629  * @bdev: block_device to open
1630  * @mode: FMODE_* mask
1631  * @holder: exclusive holder identifier
1632  *
1633  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1634  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1635  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1636  *
1637  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1638  * @bdev is put.
1639  *
1640  * CONTEXT:
1641  * Might sleep.
1642  *
1643  * RETURNS:
1644  * 0 on success, -errno on failure.
1645  */
1646 static int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1647 {
1648         int ret, perm = 0;
1649
1650         if (mode & FMODE_READ)
1651                 perm |= MAY_READ;
1652         if (mode & FMODE_WRITE)
1653                 perm |= MAY_WRITE;
1654         ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1655         if (ret)
1656                 goto bdput;
1657
1658         ret =__blkdev_get(bdev, mode, holder, 0);
1659         if (ret)
1660                 goto bdput;
1661         return 0;
1662
1663 bdput:
1664         bdput(bdev);
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 /**
1669  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1670  * @path: path to the block device to open
1671  * @mode: FMODE_* mask
1672  * @holder: exclusive holder identifier
1673  *
1674  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1675  * and @holder are identical to blkdev_get().
1676  *
1677  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1678  *
1679  * CONTEXT:
1680  * Might sleep.
1681  *
1682  * RETURNS:
1683  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1684  */
1685 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1686                                         void *holder)
1687 {
1688         struct block_device *bdev;
1689         int err;
1690
1691         bdev = lookup_bdev(path);
1692         if (IS_ERR(bdev))
1693                 return bdev;
1694
1695         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1696         if (err)
1697                 return ERR_PTR(err);
1698
1699         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1700                 blkdev_put(bdev, mode);
1701                 return ERR_PTR(-EACCES);
1702         }
1703
1704         return bdev;
1705 }
1706 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1707
1708 /**
1709  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1710  * @dev: device number of block device to open
1711  * @mode: FMODE_* mask
1712  * @holder: exclusive holder identifier
1713  *
1714  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1715  * @holder are identical to blkdev_get().
1716  *
1717  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1718  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1719  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1720  * ever need it - reconsider your API.
1721  *
1722  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1723  *
1724  * CONTEXT:
1725  * Might sleep.
1726  *
1727  * RETURNS:
1728  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1729  */
1730 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1731 {
1732         struct block_device *bdev;
1733         int err;
1734
1735         bdev = bdget(dev);
1736         if (!bdev)
1737                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1738
1739         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1740         if (err)
1741                 return ERR_PTR(err);
1742
1743         return bdev;
1744 }
1745 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1746
1747 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1748 {
1749         struct block_device *bdev;
1750
1751         /*
1752          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1753          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1754          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1755          * during an unstable branch.
1756          */
1757         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1758
1759         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC;
1760
1761         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1762                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1763         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1764                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1765         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1766                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1767
1768         bdev = bd_acquire(inode);
1769         if (bdev == NULL)
1770                 return -ENOMEM;
1771
1772         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1773         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1774
1775         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1776 }
1777
1778 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1779 {
1780         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1781         struct block_device *victim = NULL;
1782
1783         /*
1784          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1785          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1786          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1787          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1788          * syncs while holding the mutex.
1789          */
1790         if (bdev->bd_openers == 1)
1791                 sync_blockdev(bdev);
1792
1793         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1794         if (for_part)
1795                 bdev->bd_part_count--;
1796
1797         if (!--bdev->bd_openers) {
1798                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1799                 sync_blockdev(bdev);
1800                 kill_bdev(bdev);
1801
1802                 bdev_write_inode(bdev);
1803         }
1804         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1805                 if (disk->fops->release)
1806                         disk->fops->release(disk, mode);
1807         }
1808         if (!bdev->bd_openers) {
1809                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1810                 bdev->bd_part = NULL;
1811                 bdev->bd_disk = NULL;
1812                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1813                         victim = bdev->bd_contains;
1814                 bdev->bd_contains = NULL;
1815
1816                 put_disk_and_module(disk);
1817         }
1818         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1819         bdput(bdev);
1820         if (victim)
1821                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1822 }
1823
1824 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1825 {
1826         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1827
1828         if (mode & FMODE_EXCL) {
1829                 bool bdev_free;
1830
1831                 /*
1832                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1833                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1834                  * synchronize disk_holder unlinking.
1835                  */
1836                 spin_lock(&bdev_lock);
1837
1838                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1839                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1840
1841                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1842                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1843                         bdev->bd_holder = NULL;
1844                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1845                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1846
1847                 spin_unlock(&bdev_lock);
1848
1849                 /*
1850                  * If this was the last claim, remove holder link and
1851                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1852                  */
1853                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1854                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1855                         bdev->bd_write_holder = false;
1856                 }
1857         }
1858
1859         /*
1860          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1861          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1862          * from userland - e.g. eject(1).
1863          */
1864         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1865
1866         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1867
1868         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1869 }
1870 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1871
1872 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1873 {
1874         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1875         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1880 {
1881         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1882         fmode_t mode = file->f_mode;
1883
1884         /*
1885          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1886          * to updated it before every ioctl.
1887          */
1888         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1889                 mode |= FMODE_NDELAY;
1890         else
1891                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1892
1893         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1898  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1899  *
1900  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1901  * use.
1902  */
1903 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1904 {
1905         struct file *file = iocb->ki_filp;
1906         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1907         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1908         struct blk_plug plug;
1909         size_t shorted = 0;
1910         ssize_t ret;
1911
1912         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1913                 return -EPERM;
1914
1915         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode->i_rdev))
1916                 return -ETXTBSY;
1917
1918         if (!iov_iter_count(from))
1919                 return 0;
1920
1921         if (iocb->ki_pos >= size)
1922                 return -ENOSPC;
1923
1924         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1925                 return -EOPNOTSUPP;
1926
1927         size -= iocb->ki_pos;
1928         if (iov_iter_count(from) > size) {
1929                 shorted = iov_iter_count(from) - size;
1930                 iov_iter_truncate(from, size);
1931         }
1932
1933         blk_start_plug(&plug);
1934         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1935         if (ret > 0)
1936                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1937         iov_iter_reexpand(from, iov_iter_count(from) + shorted);
1938         blk_finish_plug(&plug);
1939         return ret;
1940 }
1941 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1942
1943 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1944 {
1945         struct file *file = iocb->ki_filp;
1946         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1947         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1948         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1949         size_t shorted = 0;
1950         ssize_t ret;
1951
1952         if (pos >= size)
1953                 return 0;
1954
1955         size -= pos;
1956         if (iov_iter_count(to) > size) {
1957                 shorted = iov_iter_count(to) - size;
1958                 iov_iter_truncate(to, size);
1959         }
1960
1961         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
1962         iov_iter_reexpand(to, iov_iter_count(to) + shorted);
1963         return ret;
1964 }
1965 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1966
1967 /*
1968  * Try to release a page associated with block device when the system
1969  * is under memory pressure.
1970  */
1971 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1972 {
1973         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1974
1975         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1976                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1977
1978         return try_to_free_buffers(page);
1979 }
1980
1981 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1982                              struct writeback_control *wbc)
1983 {
1984         return generic_writepages(mapping, wbc);
1985 }
1986
1987 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1988         .readpage       = blkdev_readpage,
1989         .readahead      = blkdev_readahead,
1990         .writepage      = blkdev_writepage,
1991         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1992         .write_end      = blkdev_write_end,
1993         .writepages     = blkdev_writepages,
1994         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1995         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1996         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
1997         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1998 };
1999
2000 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2001                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2002                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2003
2004 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2005                              loff_t len)
2006 {
2007         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2008         loff_t end = start + len - 1;
2009         loff_t isize;
2010         int error;
2011
2012         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2013         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2014                 return -EOPNOTSUPP;
2015
2016         /* Don't go off the end of the device. */
2017         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2018         if (start >= isize)
2019                 return -EINVAL;
2020         if (end >= isize) {
2021                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2022                         len = isize - start;
2023                         end = start + len - 1;
2024                 } else
2025                         return -EINVAL;
2026         }
2027
2028         /*
2029          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2030          */
2031         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2032                 return -EINVAL;
2033
2034         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2035         error = truncate_bdev_range(bdev, file->f_mode, start, end);
2036         if (error)
2037                 return error;
2038
2039         switch (mode) {
2040         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2041         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2042                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2043                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2044                 break;
2045         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2046                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2047                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2048                 break;
2049         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2050                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2051                                              GFP_KERNEL, 0);
2052                 break;
2053         default:
2054                 return -EOPNOTSUPP;
2055         }
2056         if (error)
2057                 return error;
2058
2059         /*
2060          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2061          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2062          * inclusive, so the rounding here is safe.
2063          */
2064         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
2065                                              start >> PAGE_SHIFT,
2066                                              end >> PAGE_SHIFT);
2067 }
2068
2069 const struct file_operations def_blk_fops = {
2070         .open           = blkdev_open,
2071         .release        = blkdev_close,
2072         .llseek         = block_llseek,
2073         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2074         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2075         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2076         .mmap           = generic_file_mmap,
2077         .fsync          = blkdev_fsync,
2078         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2079 #ifdef CONFIG_COMPAT
2080         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2081 #endif
2082         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2083         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2084         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2085 };
2086
2087 /**
2088  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2089  * @pathname:   special file representing the block device
2090  *
2091  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2092  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2093  * otherwise.
2094  */
2095 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2096 {
2097         struct block_device *bdev;
2098         struct inode *inode;
2099         struct path path;
2100         int error;
2101
2102         if (!pathname || !*pathname)
2103                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2104
2105         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2106         if (error)
2107                 return ERR_PTR(error);
2108
2109         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2110         error = -ENOTBLK;
2111         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2112                 goto fail;
2113         error = -EACCES;
2114         if (!may_open_dev(&path))
2115                 goto fail;
2116         error = -ENOMEM;
2117         bdev = bd_acquire(inode);
2118         if (!bdev)
2119                 goto fail;
2120 out:
2121         path_put(&path);
2122         return bdev;
2123 fail:
2124         bdev = ERR_PTR(error);
2125         goto out;
2126 }
2127 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2128
2129 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2130 {
2131         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2132         int res = 0;
2133
2134         if (sb) {
2135                 /*
2136                  * no need to lock the super, get_super holds the
2137                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2138                  * under us (->put_super runs with the write lock
2139                  * hold).
2140                  */
2141                 shrink_dcache_sb(sb);
2142                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2143                 drop_super(sb);
2144         }
2145         invalidate_bdev(bdev);
2146         return res;
2147 }
2148 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2149
2150 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2151 {
2152         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2153
2154         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2155         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2156                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2157                 struct block_device *bdev;
2158
2159                 spin_lock(&inode->i_lock);
2160                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2161                     mapping->nrpages == 0) {
2162                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2163                         continue;
2164                 }
2165                 __iget(inode);
2166                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2167                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2168                 /*
2169                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2170                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2171                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2172                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2173                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2174                  * later.
2175                  */
2176                 iput(old_inode);
2177                 old_inode = inode;
2178                 bdev = I_BDEV(inode);
2179
2180                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2181                 if (bdev->bd_openers)
2182                         func(bdev, arg);
2183                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2184
2185                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2186         }
2187         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2188         iput(old_inode);
2189 }