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 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 108 {
 109         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 110         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 111                 return -EINVAL;
 112
 113         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 114         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 115                 return -EINVAL;
 116
 117         /* Don't change the size if it is same as current */
 118         if (bdev->bd_block_size != size) {
 119                 sync_blockdev(bdev);
 120                 bdev->bd_block_size = size;
 121                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 122                 kill_bdev(bdev);
 123         }
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 128
 129 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 130 {
 131         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 132                 return 0;
 133         /* If we get here, we know size is power of two
 134          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 135         sb->s_blocksize = size;
 136         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 137         return sb->s_blocksize;
 138 }
 139
 140 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 141
 142 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 143 {
 144         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 145         if (size < minsize)
 146                 size = minsize;
 147         return sb_set_blocksize(sb, size);
 148 }
 149
 150 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 151
 152 static int
 153 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 154                 struct buffer_head *bh, int create)
 155 {
 156         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 157         bh->b_blocknr = iblock;
 158         set_buffer_mapped(bh);
 159         return 0;
 160 }
 161
 162 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 163 {
 164         return file->f_mapping->host;
 165 }
 166
 167 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 168 {
 169         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 170
 171         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 172         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 173                 op |= REQ_FUA;
 174         return op;
 175 }
 176
 177 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 178
 179 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 180 {
 181         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 182
 183         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 184         blk_wake_io_task(waiter);
 185 }
 186
 187 static ssize_t
 188 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 189                 int nr_pages)
 190 {
 191         struct file *file = iocb->ki_filp;
 192         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 193         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs, *bvec;
 194         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 195         bool should_dirty = false;
 196         struct bio bio;
 197         ssize_t ret;
 198         blk_qc_t qc;
 199         int i;
 200
 201         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 202             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 203                 return -EINVAL;
 204
 205         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 206                 vecs = inline_vecs;
 207         else {
 208                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 209                                      GFP_KERNEL);
 210                 if (!vecs)
 211                         return -ENOMEM;
 212         }
 213
 214         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 215         bio_set_dev(&bio, bdev);
 216         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 217         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 218         bio.bi_private = current;
 219         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 220         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 221
 222         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 223         if (unlikely(ret))
 224                 goto out;
 225         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 226
 227         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 228                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 229                 if (iter_is_iovec(iter))
 230                         should_dirty = true;
 231         } else {
 232                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 233                 task_io_account_write(ret);
 234         }
 235         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 236                 bio.bi_opf |= REQ_HIPRI;
 237
 238         qc = submit_bio(&bio);
 239         for (;;) {
 240                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 241
 242                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 243                         break;
 244
 245                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 246                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 247                         io_schedule();
 248         }
 249         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 250
 251         bio_for_each_segment_all(bvec, &bio, i) {
 252                 if (should_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
 253                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
 254                 put_page(bvec->bv_page);
 255         }
 256
 257         if (unlikely(bio.bi_status))
 258                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 259
 260 out:
 261         if (vecs != inline_vecs)
 262                 kfree(vecs);
 263
 264         bio_uninit(&bio);
 265
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 struct blkdev_dio {
 270         union {
 271                 struct kiocb            *iocb;
 272                 struct task_struct      *waiter;
 273         };
 274         size_t                  size;
 275         atomic_t                ref;
 276         bool                    multi_bio : 1;
 277         bool                    should_dirty : 1;
 278         bool                    is_sync : 1;
 279         struct bio              bio;
 280 };
 281
 282 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 283
 284 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 285 {
 286         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 287         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 288
 289         if (dio->multi_bio && !atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 290                 if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 291                         dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 292         } else {
 293                 if (!dio->is_sync) {
 294                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 295                         ssize_t ret;
 296
 297                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 298                                 ret = dio->size;
 299                                 iocb->ki_pos += ret;
 300                         } else {
 301                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 302                         }
 303
 304                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 305                         if (dio->multi_bio)
 306                                 bio_put(&dio->bio);
 307                 } else {
 308                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 309
 310                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 311                         blk_wake_io_task(waiter);
 312                 }
 313         }
 314
 315         if (should_dirty) {
 316                 bio_check_pages_dirty(bio);
 317         } else {
 318                 struct bio_vec *bvec;
 319                 int i;
 320
 321                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 322                         put_page(bvec->bv_page);
 323                 bio_put(bio);
 324         }
 325 }
 326
 327 static ssize_t
 328 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 329 {
 330         struct file *file = iocb->ki_filp;
 331         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 332         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 333         struct blk_plug plug;
 334         struct blkdev_dio *dio;
 335         struct bio *bio;
 336         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 337         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 338         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 339         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 340         int ret = 0;
 341
 342         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 343             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 344                 return -EINVAL;
 345
 346         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 347
 348         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 349         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 350         if (dio->is_sync) {
 351                 dio->waiter = current;
 352                 bio_get(bio);
 353         } else {
 354                 dio->iocb = iocb;
 355         }
 356
 357         dio->size = 0;
 358         dio->multi_bio = false;
 359         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 360
 361         /*
 362          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 363          * to issue
 364          */
 365         if (!is_poll)
 366                 blk_start_plug(&plug);
 367
 368         for (;;) {
 369                 bio_set_dev(bio, bdev);
 370                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 371                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 372                 bio->bi_private = dio;
 373                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 374                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 375
 376                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 377                 if (unlikely(ret)) {
 378                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 379                         bio_endio(bio);
 380                         break;
 381                 }
 382
 383                 if (is_read) {
 384                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 385                         if (dio->should_dirty)
 386                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 387                 } else {
 388                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 389                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 390                 }
 391
 392                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 393                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 394
 395                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 396                 if (!nr_pages) {
 397                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 398                                 bio->bi_opf |= REQ_HIPRI;
 399
 400                         qc = submit_bio(bio);
 401                         break;
 402                 }
 403
 404                 if (!dio->multi_bio) {
 405                         /*
 406                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 407                          * structure which is embedded into the first bio
 408                          * stays around.
 409                          */
 410                         if (!is_sync)
 411                                 bio_get(bio);
 412                         dio->multi_bio = true;
 413                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 414                 } else {
 415                         atomic_inc(&dio->ref);
 416                 }
 417
 418                 submit_bio(bio);
 419                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 420         }
 421
 422         if (!is_poll)
 423                 blk_finish_plug(&plug);
 424
 425         if (!is_sync)
 426                 return -EIOCBQUEUED;
 427
 428         for (;;) {
 429                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 430
 431                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 432                         break;
 433
 434                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 435                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 436                         io_schedule();
 437         }
 438         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 439
 440         if (!ret)
 441                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 442         if (likely(!ret))
 443                 ret = dio->size;
 444
 445         bio_put(&dio->bio);
 446         return ret;
 447 }
 448
 449 static ssize_t
 450 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 451 {
 452         int nr_pages;
 453
 454         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 455         if (!nr_pages)
 456                 return 0;
 457         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 458                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 459
 460         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 461 }
 462
 463 static __init int blkdev_init(void)
 464 {
 465         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 466 }
 467 module_init(blkdev_init);
 468
 469 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 470 {
 471         if (!bdev)
 472                 return 0;
 473         if (!wait)
 474                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 475         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 480  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 481  */
 482 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 483 {
 484         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 485 }
 486 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 487
 488 /*
 489  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 490  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 491  * device.  Takes the superblock lock.
 492  */
 493 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 494 {
 495         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 496         if (sb) {
 497                 int res = sync_filesystem(sb);
 498                 drop_super(sb);
 499                 return res;
 500         }
 501         return sync_blockdev(bdev);
 502 }
 503 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 504
 505 /**
 506  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 507  * @bdev:       blockdevice to lock
 508  *
 509  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 510  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 511  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 512  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 513  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 514  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 515  * actually.
 516  */
 517 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 518 {
 519         struct super_block *sb;
 520         int error = 0;
 521
 522         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 523         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 524                 /*
 525                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 526                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 527                  * thaw_bdev drops it.
 528                  */
 529                 sb = get_super(bdev);
 530                 if (sb)
 531                         drop_super(sb);
 532                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 533                 return sb;
 534         }
 535
 536         sb = get_active_super(bdev);
 537         if (!sb)
 538                 goto out;
 539         if (sb->s_op->freeze_super)
 540                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 541         else
 542                 error = freeze_super(sb);
 543         if (error) {
 544                 deactivate_super(sb);
 545                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 546                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 547                 return ERR_PTR(error);
 548         }
 549         deactivate_super(sb);
 550  out:
 551         sync_blockdev(bdev);
 552         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 553         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 554 }
 555 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 556
 557 /**
 558  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 559  * @bdev:       blockdevice to unlock
 560  * @sb:         associated superblock
 561  *
 562  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 563  */
 564 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 565 {
 566         int error = -EINVAL;
 567
 568         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 569         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 570                 goto out;
 571
 572         error = 0;
 573         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 574                 goto out;
 575
 576         if (!sb)
 577                 goto out;
 578
 579         if (sb->s_op->thaw_super)
 580                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 581         else
 582                 error = thaw_super(sb);
 583         if (error)
 584                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 585 out:
 586         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 587         return error;
 588 }
 589 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 590
 591 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 592 {
 593         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 594 }
 595
 596 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 597 {
 598         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 599 }
 600
 601 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 602                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 603 {
 604         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 605 }
 606
 607 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 608                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 609                         struct page **pagep, void **fsdata)
 610 {
 611         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 612                                  blkdev_get_block);
 613 }
 614
 615 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 616                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 617                         struct page *page, void *fsdata)
 618 {
 619         int ret;
 620         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 621
 622         unlock_page(page);
 623         put_page(page);
 624
 625         return ret;
 626 }
 627
 628 /*
 629  * private llseek:
 630  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 631  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 632  */
 633 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 634 {
 635         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 636         loff_t retval;
 637
 638         inode_lock(bd_inode);
 639         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 640         inode_unlock(bd_inode);
 641         return retval;
 642 }
 643
 644 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 645 {
 646         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 647         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 648         int error;
 649
 650         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 651         if (error)
 652                 return error;
 653
 654         /*
 655          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 656          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 657          * O_SYNC writers to a block device.
 658          */
 659         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 660         if (error == -EOPNOTSUPP)
 661                 error = 0;
 662
 663         return error;
 664 }
 665 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 666
 667 /**
 668  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 669  * @bdev: The device to read the page from
 670  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 671  * @page: The page to read
 672  *
 673  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 674  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 675  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 676  *
 677  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 678  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 679  * than propagate an error back up the stack.
 680  *
 681  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 682  */
 683 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 684                         struct page *page)
 685 {
 686         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 687         int result = -EOPNOTSUPP;
 688
 689         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 690                 return result;
 691
 692         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 693         if (result)
 694                 return result;
 695         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 696                               REQ_OP_READ);
 697         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 698         return result;
 699 }
 700 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 701
 702 /**
 703  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 704  * @bdev: The device to write the page to
 705  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 706  * @page: The page to write
 707  * @wbc: The writeback_control for the write
 708  *
 709  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 710  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 711  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 712  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 713  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 714  *
 715  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 716  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 717  * than propagate an error back up the stack.
 718  *
 719  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 720  */
 721 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 722                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 723 {
 724         int result;
 725         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 726
 727         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 728                 return -EOPNOTSUPP;
 729         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
 730         if (result)
 731                 return result;
 732
 733         set_page_writeback(page);
 734         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 735                               REQ_OP_WRITE);
 736         if (result) {
 737                 end_page_writeback(page);
 738         } else {
 739                 clean_page_buffers(page);
 740                 unlock_page(page);
 741         }
 742         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 743         return result;
 744 }
 745 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 746
 747 /*
 748  * pseudo-fs
 749  */
 750
 751 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 752 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 753
 754 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 755 {
 756         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 757         if (!ei)
 758                 return NULL;
 759         return &ei->vfs_inode;
 760 }
 761
 762 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 763 {
 764         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 765         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 766
 767         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 768 }
 769
 770 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 771 {
 772         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 773 }
 774
 775 static void init_once(void *foo)
 776 {
 777         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 778         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 779
 780         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 781         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 782         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 783 #ifdef CONFIG_SYSFS
 784         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 785 #endif
 786         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 787         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 788         /* Initialize mutex for freeze. */
 789         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 790 }
 791
 792 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 793 {
 794         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 795         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 796         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 797         clear_inode(inode);
 798         spin_lock(&bdev_lock);
 799         list_del_init(&bdev->bd_list);
 800         spin_unlock(&bdev_lock);
 801         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 802         inode_detach_wb(inode);
 803         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 804                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 805                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 806         }
 807 }
 808
 809 static const struct super_operations bdev_sops = {
 810         .statfs = simple_statfs,
 811         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 812         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 813         .drop_inode = generic_delete_inode,
 814         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 815 };
 816
 817 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 818         int flags, const char *dev_name, void *data)
 819 {
 820         struct dentry *dent;
 821         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 822         if (!IS_ERR(dent))
 823                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 824         return dent;
 825 }
 826
 827 static struct file_system_type bd_type = {
 828         .name           = "bdev",
 829         .mount          = bd_mount,
 830         .kill_sb        = kill_anon_super,
 831 };
 832
 833 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 834 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 835
 836 void __init bdev_cache_init(void)
 837 {
 838         int err;
 839         static struct vfsmount *bd_mnt;
 840
 841         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 842                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 843                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 844                         init_once);
 845         err = register_filesystem(&bd_type);
 846         if (err)
 847                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 848         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 849         if (IS_ERR(bd_mnt))
 850                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 851         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 852 }
 853
 854 /*
 855  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 856  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 857  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 858  */
 859 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 860 {
 861         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 862 }
 863
 864 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 865 {
 866         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 867 }
 868
 869 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 870 {
 871         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 872         return 0;
 873 }
 874
 875 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 876
 877 /*
 878  * If there is a bdev inode for this device, unhash it so that it gets evicted
 879  * as soon as last inode reference is dropped.
 880  */
 881 void bdev_unhash_inode(dev_t dev)
 882 {
 883         struct inode *inode;
 884
 885         inode = ilookup5(blockdev_superblock, hash(dev), bdev_test, &dev);
 886         if (inode) {
 887                 remove_inode_hash(inode);
 888                 iput(inode);
 889         }
 890 }
 891
 892 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 893 {
 894         struct block_device *bdev;
 895         struct inode *inode;
 896
 897         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 898                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 899
 900         if (!inode)
 901                 return NULL;
 902
 903         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 904
 905         if (inode->i_state & I_NEW) {
 906                 bdev->bd_contains = NULL;
 907                 bdev->bd_super = NULL;
 908                 bdev->bd_inode = inode;
 909                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 910                 bdev->bd_part_count = 0;
 911                 bdev->bd_invalidated = 0;
 912                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 913                 inode->i_rdev = dev;
 914                 inode->i_bdev = bdev;
 915                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 916                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 917                 spin_lock(&bdev_lock);
 918                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 919                 spin_unlock(&bdev_lock);
 920                 unlock_new_inode(inode);
 921         }
 922         return bdev;
 923 }
 924
 925 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 926
 927 /**
 928  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 929  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 930  */
 931 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 932 {
 933         ihold(bdev->bd_inode);
 934         return bdev;
 935 }
 936 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 937
 938 long nr_blockdev_pages(void)
 939 {
 940         struct block_device *bdev;
 941         long ret = 0;
 942         spin_lock(&bdev_lock);
 943         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 944                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 945         }
 946         spin_unlock(&bdev_lock);
 947         return ret;
 948 }
 949
 950 void bdput(struct block_device *bdev)
 951 {
 952         iput(bdev->bd_inode);
 953 }
 954
 955 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 956
 957 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 958 {
 959         struct block_device *bdev;
 960
 961         spin_lock(&bdev_lock);
 962         bdev = inode->i_bdev;
 963         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 964                 bdgrab(bdev);
 965                 spin_unlock(&bdev_lock);
 966                 return bdev;
 967         }
 968         spin_unlock(&bdev_lock);
 969
 970         /*
 971          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 972          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 973          * up block device inode again just in case new device got
 974          * reestablished under the same device number.
 975          */
 976         if (bdev)
 977                 bd_forget(inode);
 978
 979         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 980         if (bdev) {
 981                 spin_lock(&bdev_lock);
 982                 if (!inode->i_bdev) {
 983                         /*
 984                          * We take an additional reference to bd_inode,
 985                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 986                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 987                          * without igrab().
 988                          */
 989                         bdgrab(bdev);
 990                         inode->i_bdev = bdev;
 991                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 992                 }
 993                 spin_unlock(&bdev_lock);
 994         }
 995         return bdev;
 996 }
 997
 998 /* Call when you free inode */
 999
1000 void bd_forget(struct inode *inode)
1001 {
1002         struct block_device *bdev = NULL;
1003
1004         spin_lock(&bdev_lock);
1005         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
1006                 bdev = inode->i_bdev;
1007         inode->i_bdev = NULL;
1008         inode->i_mapping = &inode->i_data;
1009         spin_unlock(&bdev_lock);
1010
1011         if (bdev)
1012                 bdput(bdev);
1013 }
1014
1015 /**
1016  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1017  * @bdev: block device of interest
1018  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1019  * @holder: holder trying to claim @bdev
1020  *
1021  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1022  *
1023  * CONTEXT:
1024  * spin_lock(&bdev_lock).
1025  *
1026  * RETURNS:
1027  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1028  */
1029 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1030                          void *holder)
1031 {
1032         if (bdev->bd_holder == holder)
1033                 return true;     /* already a holder */
1034         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1035                 return false;    /* held by someone else */
1036         else if (whole == bdev)
1037                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1038
1039         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1040                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1041         else if (whole->bd_holder != NULL)
1042                 return false;    /* is a partition of a held device */
1043         else
1044                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1045 }
1046
1047 /**
1048  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1049  * @bdev: block device of interest
1050  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1051  * @holder: holder trying to claim @bdev
1052  *
1053  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1054  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1055  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1056  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1057  *
1058  * CONTEXT:
1059  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1060  * it multiple times.
1061  *
1062  * RETURNS:
1063  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1064  */
1065 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1066                                struct block_device *whole, void *holder)
1067 {
1068 retry:
1069         /* if someone else claimed, fail */
1070         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1071                 return -EBUSY;
1072
1073         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1074         if (whole->bd_claiming) {
1075                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1076                 DEFINE_WAIT(wait);
1077
1078                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1079                 spin_unlock(&bdev_lock);
1080                 schedule();
1081                 finish_wait(wq, &wait);
1082                 spin_lock(&bdev_lock);
1083                 goto retry;
1084         }
1085
1086         /* yay, all mine */
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1091 {
1092         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1093
1094         if (!disk)
1095                 return NULL;
1096         /*
1097          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1098          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1099          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1100          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1101          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1102          * which is bad.
1103          */
1104         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1105                 put_disk_and_module(disk);
1106                 return NULL;
1107         }
1108         return disk;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1113  * @bdev: block device of interest
1114  * @holder: holder trying to claim @bdev
1115  *
1116  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1117  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1118  * successful call to this function must be matched with a call to
1119  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1120  * fail).
1121  *
1122  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1123  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1124  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1125  * access but may subsequently fail.
1126  *
1127  * CONTEXT:
1128  * Might sleep.
1129  *
1130  * RETURNS:
1131  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1132  * value on failure.
1133  */
1134 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
1135                                               void *holder)
1136 {
1137         struct gendisk *disk;
1138         struct block_device *whole;
1139         int partno, err;
1140
1141         might_sleep();
1142
1143         /*
1144          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1145          * and grab the outer block device the hard way.
1146          */
1147         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1148         if (!disk)
1149                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1150
1151         /*
1152          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1153          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1154          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1155          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1156          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1157          * way.
1158          */
1159         if (partno)
1160                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1161         else
1162                 whole = bdgrab(bdev);
1163
1164         put_disk_and_module(disk);
1165         if (!whole)
1166                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1167
1168         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1169         spin_lock(&bdev_lock);
1170
1171         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1172         if (err == 0) {
1173                 whole->bd_claiming = holder;
1174                 spin_unlock(&bdev_lock);
1175                 return whole;
1176         } else {
1177                 spin_unlock(&bdev_lock);
1178                 bdput(whole);
1179                 return ERR_PTR(err);
1180         }
1181 }
1182
1183 #ifdef CONFIG_SYSFS
1184 struct bd_holder_disk {
1185         struct list_head        list;
1186         struct gendisk          *disk;
1187         int                     refcnt;
1188 };
1189
1190 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1191                                                   struct gendisk *disk)
1192 {
1193         struct bd_holder_disk *holder;
1194
1195         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1196                 if (holder->disk == disk)
1197                         return holder;
1198         return NULL;
1199 }
1200
1201 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1202 {
1203         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1204 }
1205
1206 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1207 {
1208         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1209 }
1210
1211 /**
1212  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1213  * @bdev: the claimed slave bdev
1214  * @disk: the holding disk
1215  *
1216  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1217  *
1218  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1219  *
1220  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1221  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1222  *
1223  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1224  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1225  *
1226  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1227  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1228  *
1229  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1230  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1231  * lifetime of these symlinks.
1232  *
1233  * CONTEXT:
1234  * Might sleep.
1235  *
1236  * RETURNS:
1237  * 0 on success, -errno on failure.
1238  */
1239 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1240 {
1241         struct bd_holder_disk *holder;
1242         int ret = 0;
1243
1244         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1245
1246         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1247
1248         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1249         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1250                 goto out_unlock;
1251
1252         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1253         if (holder) {
1254                 holder->refcnt++;
1255                 goto out_unlock;
1256         }
1257
1258         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1259         if (!holder) {
1260                 ret = -ENOMEM;
1261                 goto out_unlock;
1262         }
1263
1264         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1265         holder->disk = disk;
1266         holder->refcnt = 1;
1267
1268         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1269         if (ret)
1270                 goto out_free;
1271
1272         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1273         if (ret)
1274                 goto out_del;
1275         /*
1276          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1277          * the holder directory.  Hold on to it.
1278          */
1279         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1280
1281         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1282         goto out_unlock;
1283
1284 out_del:
1285         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1286 out_free:
1287         kfree(holder);
1288 out_unlock:
1289         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1290         return ret;
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1293
1294 /**
1295  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1296  * @bdev: the calimed slave bdev
1297  * @disk: the holding disk
1298  *
1299  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1300  *
1301  * CONTEXT:
1302  * Might sleep.
1303  */
1304 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1305 {
1306         struct bd_holder_disk *holder;
1307
1308         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1309
1310         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1311
1312         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1313                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1314                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1315                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1316                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1317                 list_del_init(&holder->list);
1318                 kfree(holder);
1319         }
1320
1321         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1322 }
1323 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1324 #endif
1325
1326 /**
1327  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1328  *
1329  * @bdev:      struct block device to be flushed
1330  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1331  *
1332  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1333  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1334  * resize.
1335  */
1336 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1337 {
1338         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1339                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1340                        "resized disk %s\n",
1341                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1342         }
1343
1344         if (!bdev->bd_disk)
1345                 return;
1346         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1347                 bdev->bd_invalidated = 1;
1348 }
1349
1350 /**
1351  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1352  * @disk: struct gendisk to check
1353  * @bdev: struct bdev to adjust.
1354  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1355  *
1356  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1357  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1358  * are freed.
1359  */
1360 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1361                 bool verbose)
1362 {
1363         loff_t disk_size, bdev_size;
1364
1365         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1366         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1367         if (disk_size != bdev_size) {
1368                 if (verbose) {
1369                         printk(KERN_INFO
1370                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1371                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1372                 }
1373                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1374                 if (bdev_size > disk_size)
1375                         flush_disk(bdev, false);
1376         }
1377 }
1378
1379 /**
1380  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1381  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1382  *
1383  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1384  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1385  * for all revalidate_disk operations.
1386  */
1387 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1388 {
1389         struct block_device *bdev;
1390         int ret = 0;
1391
1392         if (disk->fops->revalidate_disk)
1393                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1394         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1395         if (!bdev)
1396                 return ret;
1397
1398         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1399         check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1400         bdev->bd_invalidated = 0;
1401         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1402         bdput(bdev);
1403         return ret;
1404 }
1405 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1406
1407 /*
1408  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1409  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1410  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1411  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1412  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1413  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1414  * to lose :-)
1415  */
1416 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1417 {
1418         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1419         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1420         unsigned int events;
1421
1422         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1423                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1424         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1425                 return 0;
1426
1427         flush_disk(bdev, true);
1428         if (bdops->revalidate_disk)
1429                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1430         return 1;
1431 }
1432
1433 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1434
1435 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1436 {
1437         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1438
1439         inode_lock(bdev->bd_inode);
1440         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1441         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1442         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1443                 if (size & bsize)
1444                         break;
1445                 bsize <<= 1;
1446         }
1447         bdev->bd_block_size = bsize;
1448         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1449 }
1450 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1451
1452 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1453
1454 /*
1455  * bd_mutex locking:
1456  *
1457  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1458  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1459  */
1460
1461 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1462 {
1463         struct gendisk *disk;
1464         int ret;
1465         int partno;
1466         int perm = 0;
1467         bool first_open = false;
1468
1469         if (mode & FMODE_READ)
1470                 perm |= MAY_READ;
1471         if (mode & FMODE_WRITE)
1472                 perm |= MAY_WRITE;
1473         /*
1474          * hooks: /n/, see "layering violations".
1475          */
1476         if (!for_part) {
1477                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1478                 if (ret != 0) {
1479                         bdput(bdev);
1480                         return ret;
1481                 }
1482         }
1483
1484  restart:
1485
1486         ret = -ENXIO;
1487         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1488         if (!disk)
1489                 goto out;
1490
1491         disk_block_events(disk);
1492         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1493         if (!bdev->bd_openers) {
1494                 first_open = true;
1495                 bdev->bd_disk = disk;
1496                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1497                 bdev->bd_contains = bdev;
1498                 bdev->bd_partno = partno;
1499
1500                 if (!partno) {
1501                         ret = -ENXIO;
1502                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1503                         if (!bdev->bd_part)
1504                                 goto out_clear;
1505
1506                         ret = 0;
1507                         if (disk->fops->open) {
1508                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1509                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1510                                         /* Lost a race with 'disk' being
1511                                          * deleted, try again.
1512                                          * See md.c
1513                                          */
1514                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1515                                         bdev->bd_part = NULL;
1516                                         bdev->bd_disk = NULL;
1517                                         bdev->bd_queue = NULL;
1518                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1519                                         disk_unblock_events(disk);
1520                                         put_disk_and_module(disk);
1521                                         goto restart;
1522                                 }
1523                         }
1524
1525                         if (!ret)
1526                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1527
1528                         /*
1529                          * If the device is invalidated, rescan partition
1530                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1531                          * The latter is necessary to prevent ghost
1532                          * partitions on a removed medium.
1533                          */
1534                         if (bdev->bd_invalidated) {
1535                                 if (!ret)
1536                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1537                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1538                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1539                         }
1540
1541                         if (ret)
1542                                 goto out_clear;
1543                 } else {
1544                         struct block_device *whole;
1545                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1546                         ret = -ENOMEM;
1547                         if (!whole)
1548                                 goto out_clear;
1549                         BUG_ON(for_part);
1550                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1551                         if (ret)
1552                                 goto out_clear;
1553                         bdev->bd_contains = whole;
1554                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1555                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1556                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1557                                 ret = -ENXIO;
1558                                 goto out_clear;
1559                         }
1560                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1561                 }
1562
1563                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1564                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1565         } else {
1566                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1567                         ret = 0;
1568                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1569                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1570                         /* the same as first opener case, read comment there */
1571                         if (bdev->bd_invalidated) {
1572                                 if (!ret)
1573                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1574                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1575                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1576                         }
1577                         if (ret)
1578                                 goto out_unlock_bdev;
1579                 }
1580         }
1581         bdev->bd_openers++;
1582         if (for_part)
1583                 bdev->bd_part_count++;
1584         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1585         disk_unblock_events(disk);
1586         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1587         if (!first_open)
1588                 put_disk_and_module(disk);
1589         return 0;
1590
1591  out_clear:
1592         disk_put_part(bdev->bd_part);
1593         bdev->bd_disk = NULL;
1594         bdev->bd_part = NULL;
1595         bdev->bd_queue = NULL;
1596         if (bdev != bdev->bd_contains)
1597                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1598         bdev->bd_contains = NULL;
1599  out_unlock_bdev:
1600         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1601         disk_unblock_events(disk);
1602         put_disk_and_module(disk);
1603  out:
1604         bdput(bdev);
1605
1606         return ret;
1607 }
1608
1609 /**
1610  * blkdev_get - open a block device
1611  * @bdev: block_device to open
1612  * @mode: FMODE_* mask
1613  * @holder: exclusive holder identifier
1614  *
1615  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1616  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1617  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1618  *
1619  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1620  * @bdev is put.
1621  *
1622  * CONTEXT:
1623  * Might sleep.
1624  *
1625  * RETURNS:
1626  * 0 on success, -errno on failure.
1627  */
1628 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1629 {
1630         struct block_device *whole = NULL;
1631         int res;
1632
1633         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1634
1635         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1636                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1637                 if (IS_ERR(whole)) {
1638                         bdput(bdev);
1639                         return PTR_ERR(whole);
1640                 }
1641         }
1642
1643         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1644
1645         if (whole) {
1646                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1647
1648                 /* finish claiming */
1649                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1650                 spin_lock(&bdev_lock);
1651
1652                 if (!res) {
1653                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1654                         /*
1655                          * Note that for a whole device bd_holders
1656                          * will be incremented twice, and bd_holder
1657                          * will be set to bd_may_claim before being
1658                          * set to holder
1659                          */
1660                         whole->bd_holders++;
1661                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1662                         bdev->bd_holders++;
1663                         bdev->bd_holder = holder;
1664                 }
1665
1666                 /* tell others that we're done */
1667                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1668                 whole->bd_claiming = NULL;
1669                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1670
1671                 spin_unlock(&bdev_lock);
1672
1673                 /*
1674                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1675                  * write holder makes the write_holder state stick until
1676                  * all are released.  This is good enough and tracking
1677                  * individual writeable reference is too fragile given the
1678                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1679                  */
1680                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1681                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1682                         bdev->bd_write_holder = true;
1683                         disk_block_events(disk);
1684                 }
1685
1686                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1687                 bdput(whole);
1688         }
1689
1690         return res;
1691 }
1692 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1693
1694 /**
1695  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1696  * @path: path to the block device to open
1697  * @mode: FMODE_* mask
1698  * @holder: exclusive holder identifier
1699  *
1700  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1701  * and @holder are identical to blkdev_get().
1702  *
1703  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1704  *
1705  * CONTEXT:
1706  * Might sleep.
1707  *
1708  * RETURNS:
1709  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1710  */
1711 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1712                                         void *holder)
1713 {
1714         struct block_device *bdev;
1715         int err;
1716
1717         bdev = lookup_bdev(path);
1718         if (IS_ERR(bdev))
1719                 return bdev;
1720
1721         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1722         if (err)
1723                 return ERR_PTR(err);
1724
1725         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1726                 blkdev_put(bdev, mode);
1727                 return ERR_PTR(-EACCES);
1728         }
1729
1730         return bdev;
1731 }
1732 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1733
1734 /**
1735  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1736  * @dev: device number of block device to open
1737  * @mode: FMODE_* mask
1738  * @holder: exclusive holder identifier
1739  *
1740  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1741  * @holder are identical to blkdev_get().
1742  *
1743  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1744  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1745  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1746  * ever need it - reconsider your API.
1747  *
1748  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1749  *
1750  * CONTEXT:
1751  * Might sleep.
1752  *
1753  * RETURNS:
1754  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1755  */
1756 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1757 {
1758         struct block_device *bdev;
1759         int err;
1760
1761         bdev = bdget(dev);
1762         if (!bdev)
1763                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1764
1765         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1766         if (err)
1767                 return ERR_PTR(err);
1768
1769         return bdev;
1770 }
1771 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1772
1773 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1774 {
1775         struct block_device *bdev;
1776
1777         /*
1778          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1779          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1780          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1781          * during an unstable branch.
1782          */
1783         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1784
1785         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1786
1787         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1788                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1789         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1790                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1791         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1792                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1793
1794         bdev = bd_acquire(inode);
1795         if (bdev == NULL)
1796                 return -ENOMEM;
1797
1798         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1799         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1800
1801         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1802 }
1803
1804 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1805 {
1806         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1807         struct block_device *victim = NULL;
1808
1809         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1810         if (for_part)
1811                 bdev->bd_part_count--;
1812
1813         if (!--bdev->bd_openers) {
1814                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1815                 sync_blockdev(bdev);
1816                 kill_bdev(bdev);
1817
1818                 bdev_write_inode(bdev);
1819         }
1820         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1821                 if (disk->fops->release)
1822                         disk->fops->release(disk, mode);
1823         }
1824         if (!bdev->bd_openers) {
1825                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1826                 bdev->bd_part = NULL;
1827                 bdev->bd_disk = NULL;
1828                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1829                         victim = bdev->bd_contains;
1830                 bdev->bd_contains = NULL;
1831
1832                 put_disk_and_module(disk);
1833         }
1834         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1835         bdput(bdev);
1836         if (victim)
1837                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1838 }
1839
1840 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1841 {
1842         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1843
1844         if (mode & FMODE_EXCL) {
1845                 bool bdev_free;
1846
1847                 /*
1848                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1849                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1850                  * synchronize disk_holder unlinking.
1851                  */
1852                 spin_lock(&bdev_lock);
1853
1854                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1855                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1856
1857                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1858                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1859                         bdev->bd_holder = NULL;
1860                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1861                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1862
1863                 spin_unlock(&bdev_lock);
1864
1865                 /*
1866                  * If this was the last claim, remove holder link and
1867                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1868                  */
1869                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1870                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1871                         bdev->bd_write_holder = false;
1872                 }
1873         }
1874
1875         /*
1876          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1877          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1878          * from userland - e.g. eject(1).
1879          */
1880         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1881
1882         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1883
1884         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1887
1888 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1889 {
1890         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1891         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1892         return 0;
1893 }
1894
1895 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1896 {
1897         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1898         fmode_t mode = file->f_mode;
1899
1900         /*
1901          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1902          * to updated it before every ioctl.
1903          */
1904         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1905                 mode |= FMODE_NDELAY;
1906         else
1907                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1908
1909         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1914  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1915  *
1916  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1917  * use.
1918  */
1919 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1920 {
1921         struct file *file = iocb->ki_filp;
1922         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1923         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1924         struct blk_plug plug;
1925         ssize_t ret;
1926
1927         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1928                 return -EPERM;
1929
1930         if (!iov_iter_count(from))
1931                 return 0;
1932
1933         if (iocb->ki_pos >= size)
1934                 return -ENOSPC;
1935
1936         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1937                 return -EOPNOTSUPP;
1938
1939         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1940
1941         blk_start_plug(&plug);
1942         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1943         if (ret > 0)
1944                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1945         blk_finish_plug(&plug);
1946         return ret;
1947 }
1948 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1949
1950 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1951 {
1952         struct file *file = iocb->ki_filp;
1953         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1954         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1955         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1956
1957         if (pos >= size)
1958                 return 0;
1959
1960         size -= pos;
1961         iov_iter_truncate(to, size);
1962         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1963 }
1964 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1965
1966 /*
1967  * Try to release a page associated with block device when the system
1968  * is under memory pressure.
1969  */
1970 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1971 {
1972         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1973
1974         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1975                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1976
1977         return try_to_free_buffers(page);
1978 }
1979
1980 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1981                              struct writeback_control *wbc)
1982 {
1983         return generic_writepages(mapping, wbc);
1984 }
1985
1986 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1987         .readpage       = blkdev_readpage,
1988         .readpages      = blkdev_readpages,
1989         .writepage      = blkdev_writepage,
1990         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1991         .write_end      = blkdev_write_end,
1992         .writepages     = blkdev_writepages,
1993         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1994         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1995         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
1996         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1997 };
1998
1999 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2000                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2001                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2002
2003 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2004                              loff_t len)
2005 {
2006         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2007         struct address_space *mapping;
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         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2036         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2037
2038         switch (mode) {
2039         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2040         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2041                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2042                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2043                 break;
2044         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2045                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2046                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2047                 break;
2048         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2049                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2050                                              GFP_KERNEL, 0);
2051                 break;
2052         default:
2053                 return -EOPNOTSUPP;
2054         }
2055         if (error)
2056                 return error;
2057
2058         /*
2059          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2060          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2061          * inclusive, so the rounding here is safe.
2062          */
2063         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2064                                              start >> PAGE_SHIFT,
2065                                              end >> PAGE_SHIFT);
2066 }
2067
2068 const struct file_operations def_blk_fops = {
2069         .open           = blkdev_open,
2070         .release        = blkdev_close,
2071         .llseek         = block_llseek,
2072         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2073         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2074         .mmap           = generic_file_mmap,
2075         .fsync          = blkdev_fsync,
2076         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2077 #ifdef CONFIG_COMPAT
2078         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2079 #endif
2080         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2081         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2082         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2083 };
2084
2085 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
2086 {
2087         int res;
2088         mm_segment_t old_fs = get_fs();
2089         set_fs(KERNEL_DS);
2090         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
2091         set_fs(old_fs);
2092         return res;
2093 }
2094
2095 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
2096
2097 /**
2098  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2099  * @pathname:   special file representing the block device
2100  *
2101  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2102  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2103  * otherwise.
2104  */
2105 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2106 {
2107         struct block_device *bdev;
2108         struct inode *inode;
2109         struct path path;
2110         int error;
2111
2112         if (!pathname || !*pathname)
2113                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2114
2115         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2116         if (error)
2117                 return ERR_PTR(error);
2118
2119         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2120         error = -ENOTBLK;
2121         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2122                 goto fail;
2123         error = -EACCES;
2124         if (!may_open_dev(&path))
2125                 goto fail;
2126         error = -ENOMEM;
2127         bdev = bd_acquire(inode);
2128         if (!bdev)
2129                 goto fail;
2130 out:
2131         path_put(&path);
2132         return bdev;
2133 fail:
2134         bdev = ERR_PTR(error);
2135         goto out;
2136 }
2137 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2138
2139 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2140 {
2141         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2142         int res = 0;
2143
2144         if (sb) {
2145                 /*
2146                  * no need to lock the super, get_super holds the
2147                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2148                  * under us (->put_super runs with the write lock
2149                  * hold).
2150                  */
2151                 shrink_dcache_sb(sb);
2152                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2153                 drop_super(sb);
2154         }
2155         invalidate_bdev(bdev);
2156         return res;
2157 }
2158 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2159
2160 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2161 {
2162         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2163
2164         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2165         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2166                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2167                 struct block_device *bdev;
2168
2169                 spin_lock(&inode->i_lock);
2170                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2171                     mapping->nrpages == 0) {
2172                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2173                         continue;
2174                 }
2175                 __iget(inode);
2176                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2177                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2178                 /*
2179                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2180                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2181                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2182                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2183                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2184                  * later.
2185                  */
2186                 iput(old_inode);
2187                 old_inode = inode;
2188                 bdev = I_BDEV(inode);
2189
2190                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2191                 if (bdev->bd_openers)
2192                         func(bdev, arg);
2193                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2194
2195                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2196         }
2197         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2198         iput(old_inode);
2199 }