arm64: dts: ls2080a: update the DTS for QSPI and DSPI support
[cascardo/linux.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/magic.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/swap.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/mpage.h>
26 #include <linux/mount.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/namei.h>
29 #include <linux/log2.h>
30 #include <linux/cleancache.h>
31 #include <linux/dax.h>
32 #include <asm/uaccess.h>
33 #include "internal.h"
34
35 struct bdev_inode {
36         struct block_device bdev;
37         struct inode vfs_inode;
38 };
39
40 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
41
42 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
43 {
44         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
45 }
46
47 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
48 {
49         return &BDEV_I(inode)->bdev;
50 }
51 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
52
53 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
54 {
55         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
56         int ret;
57
58         spin_lock(&inode->i_lock);
59         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
60                 spin_unlock(&inode->i_lock);
61                 ret = write_inode_now(inode, true);
62                 if (ret) {
63                         char name[BDEVNAME_SIZE];
64                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
65                                             "for block device %s (err=%d).\n",
66                                             bdevname(bdev, name), ret);
67                 }
68                 spin_lock(&inode->i_lock);
69         }
70         spin_unlock(&inode->i_lock);
71 }
72
73 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
74 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
75 {
76         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
77
78         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
79                 return;
80
81         invalidate_bh_lrus();
82         truncate_inode_pages(mapping, 0);
83 }       
84 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
85
86 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
87 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
88 {
89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
90
91         if (mapping->nrpages == 0)
92                 return;
93
94         invalidate_bh_lrus();
95         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
96         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
97         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
98          * But, for the strange corners, lets be cautious
99          */
100         cleancache_invalidate_inode(mapping);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
103
104 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
105 {
106         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
107         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
108                 return -EINVAL;
109
110         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
111         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
112                 return -EINVAL;
113
114         /* Don't change the size if it is same as current */
115         if (bdev->bd_block_size != size) {
116                 sync_blockdev(bdev);
117                 bdev->bd_block_size = size;
118                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
119                 kill_bdev(bdev);
120         }
121         return 0;
122 }
123
124 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
125
126 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
127 {
128         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
129                 return 0;
130         /* If we get here, we know size is power of two
131          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
132         sb->s_blocksize = size;
133         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
134         return sb->s_blocksize;
135 }
136
137 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
138
139 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
140 {
141         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
142         if (size < minsize)
143                 size = minsize;
144         return sb_set_blocksize(sb, size);
145 }
146
147 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
148
149 static int
150 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
151                 struct buffer_head *bh, int create)
152 {
153         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
154         bh->b_blocknr = iblock;
155         set_buffer_mapped(bh);
156         return 0;
157 }
158
159 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
160 {
161         return file->f_mapping->host;
162 }
163
164 static ssize_t
165 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, loff_t offset)
166 {
167         struct file *file = iocb->ki_filp;
168         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
169
170         if (IS_DAX(inode))
171                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, offset, blkdev_get_block,
172                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
173         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter, offset,
174                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
175                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
176 }
177
178 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
179 {
180         if (!bdev)
181                 return 0;
182         if (!wait)
183                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
184         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
185 }
186
187 /*
188  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
189  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
190  */
191 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
192 {
193         return __sync_blockdev(bdev, 1);
194 }
195 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
196
197 /*
198  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
199  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
200  * device.  Takes the superblock lock.
201  */
202 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
203 {
204         struct super_block *sb = get_super(bdev);
205         if (sb) {
206                 int res = sync_filesystem(sb);
207                 drop_super(sb);
208                 return res;
209         }
210         return sync_blockdev(bdev);
211 }
212 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
213
214 /**
215  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
216  * @bdev:       blockdevice to lock
217  *
218  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
219  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
220  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
221  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
222  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
223  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
224  * actually.
225  */
226 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
227 {
228         struct super_block *sb;
229         int error = 0;
230
231         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
232         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
233                 /*
234                  * We don't even need to grab a reference - the first call
235                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
236                  * thaw_bdev drops it.
237                  */
238                 sb = get_super(bdev);
239                 drop_super(sb);
240                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
241                 return sb;
242         }
243
244         sb = get_active_super(bdev);
245         if (!sb)
246                 goto out;
247         if (sb->s_op->freeze_super)
248                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
249         else
250                 error = freeze_super(sb);
251         if (error) {
252                 deactivate_super(sb);
253                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
254                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
255                 return ERR_PTR(error);
256         }
257         deactivate_super(sb);
258  out:
259         sync_blockdev(bdev);
260         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
261         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
262 }
263 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
264
265 /**
266  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
267  * @bdev:       blockdevice to unlock
268  * @sb:         associated superblock
269  *
270  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
271  */
272 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
273 {
274         int error = -EINVAL;
275
276         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
277         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
278                 goto out;
279
280         error = 0;
281         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
282                 goto out;
283
284         if (!sb)
285                 goto out;
286
287         if (sb->s_op->thaw_super)
288                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
289         else
290                 error = thaw_super(sb);
291         if (error) {
292                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
293                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
294                 return error;
295         }
296 out:
297         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
298         return 0;
299 }
300 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
301
302 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
303 {
304         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
305 }
306
307 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
308 {
309         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
310 }
311
312 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
313                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
314 {
315         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
316 }
317
318 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
319                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
320                         struct page **pagep, void **fsdata)
321 {
322         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
323                                  blkdev_get_block);
324 }
325
326 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
327                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
328                         struct page *page, void *fsdata)
329 {
330         int ret;
331         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
332
333         unlock_page(page);
334         page_cache_release(page);
335
336         return ret;
337 }
338
339 /*
340  * private llseek:
341  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
342  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
343  */
344 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
345 {
346         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
347         loff_t retval;
348
349         inode_lock(bd_inode);
350         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
351         inode_unlock(bd_inode);
352         return retval;
353 }
354         
355 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
356 {
357         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
358         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
359         int error;
360         
361         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
362         if (error)
363                 return error;
364
365         /*
366          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
367          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
368          * O_SYNC writers to a block device.
369          */
370         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
371         if (error == -EOPNOTSUPP)
372                 error = 0;
373
374         return error;
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
377
378 /**
379  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
380  * @bdev: The device to read the page from
381  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
382  * @page: The page to read
383  *
384  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
385  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
386  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
387  *
388  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
389  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
390  * than propagate an error back up the stack.
391  *
392  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
393  */
394 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
395                         struct page *page)
396 {
397         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
398         int result = -EOPNOTSUPP;
399
400         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
401                 return result;
402
403         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
404         if (result)
405                 return result;
406         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
407         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
408         return result;
409 }
410 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
411
412 /**
413  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
414  * @bdev: The device to write the page to
415  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
416  * @page: The page to write
417  * @wbc: The writeback_control for the write
418  *
419  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
420  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
421  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
422  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
423  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
424  *
425  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
426  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
427  * than propagate an error back up the stack.
428  *
429  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
430  */
431 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
432                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
433 {
434         int result;
435         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
436         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
437
438         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
439                 return -EOPNOTSUPP;
440         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
441         if (result)
442                 return result;
443
444         set_page_writeback(page);
445         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
446         if (result)
447                 end_page_writeback(page);
448         else
449                 unlock_page(page);
450         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
451         return result;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
454
455 /**
456  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
457  * @bdev: The device containing the memory
458  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
459  *
460  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
461  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
462  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
463  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
464  * page tables.
465  *
466  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
467  * accessible at this address.
468  */
469 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
470 {
471         sector_t sector = dax->sector;
472         long avail, size = dax->size;
473         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
474
475         /*
476          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
477          * memory directly accessible.
478          */
479         might_sleep();
480
481         if (size < 0)
482                 return size;
483         if (!ops->direct_access)
484                 return -EOPNOTSUPP;
485         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
486                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
487                 return -ERANGE;
488         sector += get_start_sect(bdev);
489         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
490                 return -EINVAL;
491         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn);
492         if (!avail)
493                 return -ERANGE;
494         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
495                 return -ENXIO;
496         return min(avail, size);
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
499
500 /*
501  * pseudo-fs
502  */
503
504 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
505 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
506
507 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
508 {
509         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
510         if (!ei)
511                 return NULL;
512         return &ei->vfs_inode;
513 }
514
515 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
516 {
517         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
518         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
519
520         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
521 }
522
523 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
524 {
525         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
526 }
527
528 static void init_once(void *foo)
529 {
530         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
531         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
532
533         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
534         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
535         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
536         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
537 #ifdef CONFIG_SYSFS
538         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
539 #endif
540         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
541         /* Initialize mutex for freeze. */
542         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
543 }
544
545 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
546 {
547         list_del_init(&inode->i_devices);
548         inode->i_bdev = NULL;
549         inode->i_mapping = &inode->i_data;
550 }
551
552 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
553 {
554         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
555         struct list_head *p;
556         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
557         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
558         clear_inode(inode);
559         spin_lock(&bdev_lock);
560         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
561                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
562         }
563         list_del_init(&bdev->bd_list);
564         spin_unlock(&bdev_lock);
565 }
566
567 static const struct super_operations bdev_sops = {
568         .statfs = simple_statfs,
569         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
570         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
571         .drop_inode = generic_delete_inode,
572         .evict_inode = bdev_evict_inode,
573 };
574
575 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
576         int flags, const char *dev_name, void *data)
577 {
578         struct dentry *dent;
579         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
580         if (dent)
581                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
582         return dent;
583 }
584
585 static struct file_system_type bd_type = {
586         .name           = "bdev",
587         .mount          = bd_mount,
588         .kill_sb        = kill_anon_super,
589 };
590
591 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
592 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
593
594 void __init bdev_cache_init(void)
595 {
596         int err;
597         static struct vfsmount *bd_mnt;
598
599         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
600                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
601                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
602                         init_once);
603         err = register_filesystem(&bd_type);
604         if (err)
605                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
606         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
607         if (IS_ERR(bd_mnt))
608                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
609         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
610 }
611
612 /*
613  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
614  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
615  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
616  */
617 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
618 {
619         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
620 }
621
622 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
623 {
624         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
625 }
626
627 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
628 {
629         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
630         return 0;
631 }
632
633 static LIST_HEAD(all_bdevs);
634
635 struct block_device *bdget(dev_t dev)
636 {
637         struct block_device *bdev;
638         struct inode *inode;
639
640         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
641                         bdev_test, bdev_set, &dev);
642
643         if (!inode)
644                 return NULL;
645
646         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
647
648         if (inode->i_state & I_NEW) {
649                 bdev->bd_contains = NULL;
650                 bdev->bd_super = NULL;
651                 bdev->bd_inode = inode;
652                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
653                 bdev->bd_part_count = 0;
654                 bdev->bd_invalidated = 0;
655                 inode->i_mode = S_IFBLK;
656                 inode->i_rdev = dev;
657                 inode->i_bdev = bdev;
658                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
659                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
660                 spin_lock(&bdev_lock);
661                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
662                 spin_unlock(&bdev_lock);
663                 unlock_new_inode(inode);
664         }
665         return bdev;
666 }
667
668 EXPORT_SYMBOL(bdget);
669
670 /**
671  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
672  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
673  */
674 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
675 {
676         ihold(bdev->bd_inode);
677         return bdev;
678 }
679 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
680
681 long nr_blockdev_pages(void)
682 {
683         struct block_device *bdev;
684         long ret = 0;
685         spin_lock(&bdev_lock);
686         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
687                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
688         }
689         spin_unlock(&bdev_lock);
690         return ret;
691 }
692
693 void bdput(struct block_device *bdev)
694 {
695         iput(bdev->bd_inode);
696 }
697
698 EXPORT_SYMBOL(bdput);
699  
700 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
701 {
702         struct block_device *bdev;
703
704         spin_lock(&bdev_lock);
705         bdev = inode->i_bdev;
706         if (bdev) {
707                 bdgrab(bdev);
708                 spin_unlock(&bdev_lock);
709                 return bdev;
710         }
711         spin_unlock(&bdev_lock);
712
713         bdev = bdget(inode->i_rdev);
714         if (bdev) {
715                 spin_lock(&bdev_lock);
716                 if (!inode->i_bdev) {
717                         /*
718                          * We take an additional reference to bd_inode,
719                          * and it's released in clear_inode() of inode.
720                          * So, we can access it via ->i_mapping always
721                          * without igrab().
722                          */
723                         bdgrab(bdev);
724                         inode->i_bdev = bdev;
725                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
726                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
727                 }
728                 spin_unlock(&bdev_lock);
729         }
730         return bdev;
731 }
732
733 /* Call when you free inode */
734
735 void bd_forget(struct inode *inode)
736 {
737         struct block_device *bdev = NULL;
738
739         spin_lock(&bdev_lock);
740         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
741                 bdev = inode->i_bdev;
742         __bd_forget(inode);
743         spin_unlock(&bdev_lock);
744
745         if (bdev)
746                 bdput(bdev);
747 }
748
749 /**
750  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
751  * @bdev: block device of interest
752  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
753  * @holder: holder trying to claim @bdev
754  *
755  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
756  *
757  * CONTEXT:
758  * spin_lock(&bdev_lock).
759  *
760  * RETURNS:
761  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
762  */
763 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
764                          void *holder)
765 {
766         if (bdev->bd_holder == holder)
767                 return true;     /* already a holder */
768         else if (bdev->bd_holder != NULL)
769                 return false;    /* held by someone else */
770         else if (bdev->bd_contains == bdev)
771                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
772
773         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
774                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
775         else if (whole->bd_holder != NULL)
776                 return false;    /* is a partition of a held device */
777         else
778                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
779 }
780
781 /**
782  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
783  * @bdev: block device of interest
784  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
785  * @holder: holder trying to claim @bdev
786  *
787  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
788  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
789  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
790  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
791  *
792  * CONTEXT:
793  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
794  * it multiple times.
795  *
796  * RETURNS:
797  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
798  */
799 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
800                                struct block_device *whole, void *holder)
801 {
802 retry:
803         /* if someone else claimed, fail */
804         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
805                 return -EBUSY;
806
807         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
808         if (whole->bd_claiming) {
809                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
810                 DEFINE_WAIT(wait);
811
812                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
813                 spin_unlock(&bdev_lock);
814                 schedule();
815                 finish_wait(wq, &wait);
816                 spin_lock(&bdev_lock);
817                 goto retry;
818         }
819
820         /* yay, all mine */
821         return 0;
822 }
823
824 /**
825  * bd_start_claiming - start claiming a block device
826  * @bdev: block device of interest
827  * @holder: holder trying to claim @bdev
828  *
829  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
830  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
831  * successful call to this function must be matched with a call to
832  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
833  * fail).
834  *
835  * This function is used to gain exclusive access to the block device
836  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
837  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
838  * access but may subsequently fail.
839  *
840  * CONTEXT:
841  * Might sleep.
842  *
843  * RETURNS:
844  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
845  * value on failure.
846  */
847 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
848                                               void *holder)
849 {
850         struct gendisk *disk;
851         struct block_device *whole;
852         int partno, err;
853
854         might_sleep();
855
856         /*
857          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
858          * and grab the outer block device the hard way.
859          */
860         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
861         if (!disk)
862                 return ERR_PTR(-ENXIO);
863
864         /*
865          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
866          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
867          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
868          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
869          * tracking is broken for those devices but it has always been that
870          * way.
871          */
872         if (partno)
873                 whole = bdget_disk(disk, 0);
874         else
875                 whole = bdgrab(bdev);
876
877         module_put(disk->fops->owner);
878         put_disk(disk);
879         if (!whole)
880                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
881
882         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
883         spin_lock(&bdev_lock);
884
885         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
886         if (err == 0) {
887                 whole->bd_claiming = holder;
888                 spin_unlock(&bdev_lock);
889                 return whole;
890         } else {
891                 spin_unlock(&bdev_lock);
892                 bdput(whole);
893                 return ERR_PTR(err);
894         }
895 }
896
897 #ifdef CONFIG_SYSFS
898 struct bd_holder_disk {
899         struct list_head        list;
900         struct gendisk          *disk;
901         int                     refcnt;
902 };
903
904 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
905                                                   struct gendisk *disk)
906 {
907         struct bd_holder_disk *holder;
908
909         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
910                 if (holder->disk == disk)
911                         return holder;
912         return NULL;
913 }
914
915 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
916 {
917         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
918 }
919
920 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
921 {
922         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
923 }
924
925 /**
926  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
927  * @bdev: the claimed slave bdev
928  * @disk: the holding disk
929  *
930  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
931  *
932  * This functions creates the following sysfs symlinks.
933  *
934  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
935  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
936  *
937  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
938  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
939  *
940  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
941  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
942  *
943  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
944  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
945  * lifetime of these symlinks.
946  *
947  * CONTEXT:
948  * Might sleep.
949  *
950  * RETURNS:
951  * 0 on success, -errno on failure.
952  */
953 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
954 {
955         struct bd_holder_disk *holder;
956         int ret = 0;
957
958         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
959
960         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
961
962         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
963         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
964                 goto out_unlock;
965
966         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
967         if (holder) {
968                 holder->refcnt++;
969                 goto out_unlock;
970         }
971
972         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
973         if (!holder) {
974                 ret = -ENOMEM;
975                 goto out_unlock;
976         }
977
978         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
979         holder->disk = disk;
980         holder->refcnt = 1;
981
982         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
983         if (ret)
984                 goto out_free;
985
986         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
987         if (ret)
988                 goto out_del;
989         /*
990          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
991          * the holder directory.  Hold on to it.
992          */
993         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
994
995         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
996         goto out_unlock;
997
998 out_del:
999         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1000 out_free:
1001         kfree(holder);
1002 out_unlock:
1003         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1004         return ret;
1005 }
1006 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1007
1008 /**
1009  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1010  * @bdev: the calimed slave bdev
1011  * @disk: the holding disk
1012  *
1013  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1014  *
1015  * CONTEXT:
1016  * Might sleep.
1017  */
1018 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1019 {
1020         struct bd_holder_disk *holder;
1021
1022         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1023
1024         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1025
1026         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1027                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1028                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1029                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1030                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1031                 list_del_init(&holder->list);
1032                 kfree(holder);
1033         }
1034
1035         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1038 #endif
1039
1040 /**
1041  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1042  *
1043  * @bdev:      struct block device to be flushed
1044  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1045  *
1046  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1047  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1048  * resize.
1049  */
1050 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1051 {
1052         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1053                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1054                        "resized disk %s\n",
1055                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1056         }
1057
1058         if (!bdev->bd_disk)
1059                 return;
1060         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1061                 bdev->bd_invalidated = 1;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1066  * @disk: struct gendisk to check
1067  * @bdev: struct bdev to adjust.
1068  *
1069  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1070  * and adjusts it if it differs.
1071  */
1072 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1073 {
1074         loff_t disk_size, bdev_size;
1075
1076         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1077         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1078         if (disk_size != bdev_size) {
1079                 printk(KERN_INFO
1080                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1081                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1082                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1083                 flush_disk(bdev, false);
1084         }
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1087
1088 /**
1089  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1090  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1091  *
1092  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1093  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1094  * for all revalidate_disk operations.
1095  */
1096 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1097 {
1098         struct block_device *bdev;
1099         int ret = 0;
1100
1101         if (disk->fops->revalidate_disk)
1102                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1103         blk_integrity_revalidate(disk);
1104         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1105         if (!bdev)
1106                 return ret;
1107
1108         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1109         check_disk_size_change(disk, bdev);
1110         bdev->bd_invalidated = 0;
1111         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1112         bdput(bdev);
1113         return ret;
1114 }
1115 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1116
1117 /*
1118  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1119  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1120  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1121  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1122  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1123  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1124  * to lose :-)
1125  */
1126 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1127 {
1128         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1129         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1130         unsigned int events;
1131
1132         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1133                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1134         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1135                 return 0;
1136
1137         flush_disk(bdev, true);
1138         if (bdops->revalidate_disk)
1139                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1140         return 1;
1141 }
1142
1143 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1144
1145 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1146 {
1147         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1148
1149         inode_lock(bdev->bd_inode);
1150         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1151         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1152         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1153                 if (size & bsize)
1154                         break;
1155                 bsize <<= 1;
1156         }
1157         bdev->bd_block_size = bsize;
1158         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1161
1162 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1163
1164 /*
1165  * bd_mutex locking:
1166  *
1167  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1168  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1169  */
1170
1171 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1172 {
1173         struct gendisk *disk;
1174         struct module *owner;
1175         int ret;
1176         int partno;
1177         int perm = 0;
1178
1179         if (mode & FMODE_READ)
1180                 perm |= MAY_READ;
1181         if (mode & FMODE_WRITE)
1182                 perm |= MAY_WRITE;
1183         /*
1184          * hooks: /n/, see "layering violations".
1185          */
1186         if (!for_part) {
1187                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1188                 if (ret != 0) {
1189                         bdput(bdev);
1190                         return ret;
1191                 }
1192         }
1193
1194  restart:
1195
1196         ret = -ENXIO;
1197         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1198         if (!disk)
1199                 goto out;
1200         owner = disk->fops->owner;
1201
1202         disk_block_events(disk);
1203         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1204         if (!bdev->bd_openers) {
1205                 bdev->bd_disk = disk;
1206                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1207                 bdev->bd_contains = bdev;
1208                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLK_DEV_DAX) && disk->fops->direct_access)
1209                         bdev->bd_inode->i_flags = S_DAX;
1210                 else
1211                         bdev->bd_inode->i_flags = 0;
1212
1213                 if (!partno) {
1214                         ret = -ENXIO;
1215                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1216                         if (!bdev->bd_part)
1217                                 goto out_clear;
1218
1219                         ret = 0;
1220                         if (disk->fops->open) {
1221                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1222                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1223                                         /* Lost a race with 'disk' being
1224                                          * deleted, try again.
1225                                          * See md.c
1226                                          */
1227                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1228                                         bdev->bd_part = NULL;
1229                                         bdev->bd_disk = NULL;
1230                                         bdev->bd_queue = NULL;
1231                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1232                                         disk_unblock_events(disk);
1233                                         put_disk(disk);
1234                                         module_put(owner);
1235                                         goto restart;
1236                                 }
1237                         }
1238
1239                         if (!ret) {
1240                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1241                                 if (!blkdev_dax_capable(bdev))
1242                                         bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1243                         }
1244
1245                         /*
1246                          * If the device is invalidated, rescan partition
1247                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1248                          * The latter is necessary to prevent ghost
1249                          * partitions on a removed medium.
1250                          */
1251                         if (bdev->bd_invalidated) {
1252                                 if (!ret)
1253                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1254                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1255                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1256                         }
1257
1258                         if (ret)
1259                                 goto out_clear;
1260                 } else {
1261                         struct block_device *whole;
1262                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1263                         ret = -ENOMEM;
1264                         if (!whole)
1265                                 goto out_clear;
1266                         BUG_ON(for_part);
1267                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1268                         if (ret)
1269                                 goto out_clear;
1270                         bdev->bd_contains = whole;
1271                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1272                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1273                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1274                                 ret = -ENXIO;
1275                                 goto out_clear;
1276                         }
1277                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1278                         if (!blkdev_dax_capable(bdev))
1279                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1280                 }
1281         } else {
1282                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1283                         ret = 0;
1284                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1285                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1286                         /* the same as first opener case, read comment there */
1287                         if (bdev->bd_invalidated) {
1288                                 if (!ret)
1289                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1290                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1291                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1292                         }
1293                         if (ret)
1294                                 goto out_unlock_bdev;
1295                 }
1296                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1297                 put_disk(disk);
1298                 module_put(owner);
1299         }
1300         bdev->bd_openers++;
1301         if (for_part)
1302                 bdev->bd_part_count++;
1303         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1304         disk_unblock_events(disk);
1305         return 0;
1306
1307  out_clear:
1308         disk_put_part(bdev->bd_part);
1309         bdev->bd_disk = NULL;
1310         bdev->bd_part = NULL;
1311         bdev->bd_queue = NULL;
1312         if (bdev != bdev->bd_contains)
1313                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1314         bdev->bd_contains = NULL;
1315  out_unlock_bdev:
1316         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1317         disk_unblock_events(disk);
1318         put_disk(disk);
1319         module_put(owner);
1320  out:
1321         bdput(bdev);
1322
1323         return ret;
1324 }
1325
1326 /**
1327  * blkdev_get - open a block device
1328  * @bdev: block_device to open
1329  * @mode: FMODE_* mask
1330  * @holder: exclusive holder identifier
1331  *
1332  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1333  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1334  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1335  *
1336  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1337  * @bdev is put.
1338  *
1339  * CONTEXT:
1340  * Might sleep.
1341  *
1342  * RETURNS:
1343  * 0 on success, -errno on failure.
1344  */
1345 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1346 {
1347         struct block_device *whole = NULL;
1348         int res;
1349
1350         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1351
1352         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1353                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1354                 if (IS_ERR(whole)) {
1355                         bdput(bdev);
1356                         return PTR_ERR(whole);
1357                 }
1358         }
1359
1360         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1361
1362         if (whole) {
1363                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1364
1365                 /* finish claiming */
1366                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1367                 spin_lock(&bdev_lock);
1368
1369                 if (!res) {
1370                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1371                         /*
1372                          * Note that for a whole device bd_holders
1373                          * will be incremented twice, and bd_holder
1374                          * will be set to bd_may_claim before being
1375                          * set to holder
1376                          */
1377                         whole->bd_holders++;
1378                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1379                         bdev->bd_holders++;
1380                         bdev->bd_holder = holder;
1381                 }
1382
1383                 /* tell others that we're done */
1384                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1385                 whole->bd_claiming = NULL;
1386                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1387
1388                 spin_unlock(&bdev_lock);
1389
1390                 /*
1391                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1392                  * write holder makes the write_holder state stick until
1393                  * all are released.  This is good enough and tracking
1394                  * individual writeable reference is too fragile given the
1395                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1396                  */
1397                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1398                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1399                         bdev->bd_write_holder = true;
1400                         disk_block_events(disk);
1401                 }
1402
1403                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1404                 bdput(whole);
1405         }
1406
1407         return res;
1408 }
1409 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1410
1411 /**
1412  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1413  * @path: path to the block device to open
1414  * @mode: FMODE_* mask
1415  * @holder: exclusive holder identifier
1416  *
1417  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1418  * and @holder are identical to blkdev_get().
1419  *
1420  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1421  *
1422  * CONTEXT:
1423  * Might sleep.
1424  *
1425  * RETURNS:
1426  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1427  */
1428 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1429                                         void *holder)
1430 {
1431         struct block_device *bdev;
1432         int err;
1433
1434         bdev = lookup_bdev(path);
1435         if (IS_ERR(bdev))
1436                 return bdev;
1437
1438         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1439         if (err)
1440                 return ERR_PTR(err);
1441
1442         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1443                 blkdev_put(bdev, mode);
1444                 return ERR_PTR(-EACCES);
1445         }
1446
1447         return bdev;
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1450
1451 /**
1452  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1453  * @dev: device number of block device to open
1454  * @mode: FMODE_* mask
1455  * @holder: exclusive holder identifier
1456  *
1457  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1458  * @holder are identical to blkdev_get().
1459  *
1460  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1461  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1462  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1463  * ever need it - reconsider your API.
1464  *
1465  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1466  *
1467  * CONTEXT:
1468  * Might sleep.
1469  *
1470  * RETURNS:
1471  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1472  */
1473 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1474 {
1475         struct block_device *bdev;
1476         int err;
1477
1478         bdev = bdget(dev);
1479         if (!bdev)
1480                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1481
1482         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1483         if (err)
1484                 return ERR_PTR(err);
1485
1486         return bdev;
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1489
1490 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1491 {
1492         struct block_device *bdev;
1493
1494         /*
1495          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1496          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1497          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1498          * during an unstable branch.
1499          */
1500         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1501
1502         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1503                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1504         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1505                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1506         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1507                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1508
1509         bdev = bd_acquire(inode);
1510         if (bdev == NULL)
1511                 return -ENOMEM;
1512
1513         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1514
1515         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1516 }
1517
1518 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1519 {
1520         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1521         struct block_device *victim = NULL;
1522
1523         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1524         if (for_part)
1525                 bdev->bd_part_count--;
1526
1527         if (!--bdev->bd_openers) {
1528                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1529                 sync_blockdev(bdev);
1530                 kill_bdev(bdev);
1531
1532                 bdev_write_inode(bdev);
1533                 /*
1534                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1535                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1536                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1537                  */
1538                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1539         }
1540         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1541                 if (disk->fops->release)
1542                         disk->fops->release(disk, mode);
1543         }
1544         if (!bdev->bd_openers) {
1545                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1546
1547                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1548                 bdev->bd_part = NULL;
1549                 bdev->bd_disk = NULL;
1550                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1551                         victim = bdev->bd_contains;
1552                 bdev->bd_contains = NULL;
1553
1554                 put_disk(disk);
1555                 module_put(owner);
1556         }
1557         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1558         bdput(bdev);
1559         if (victim)
1560                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1561 }
1562
1563 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1564 {
1565         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1566
1567         if (mode & FMODE_EXCL) {
1568                 bool bdev_free;
1569
1570                 /*
1571                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1572                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1573                  * synchronize disk_holder unlinking.
1574                  */
1575                 spin_lock(&bdev_lock);
1576
1577                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1578                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1579
1580                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1581                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1582                         bdev->bd_holder = NULL;
1583                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1584                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1585
1586                 spin_unlock(&bdev_lock);
1587
1588                 /*
1589                  * If this was the last claim, remove holder link and
1590                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1591                  */
1592                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1593                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1594                         bdev->bd_write_holder = false;
1595                 }
1596         }
1597
1598         /*
1599          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1600          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1601          * from userland - e.g. eject(1).
1602          */
1603         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1604
1605         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1606
1607         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1608 }
1609 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1610
1611 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1612 {
1613         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1614         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1615         return 0;
1616 }
1617
1618 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1619 {
1620         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1621         fmode_t mode = file->f_mode;
1622
1623         /*
1624          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1625          * to updated it before every ioctl.
1626          */
1627         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1628                 mode |= FMODE_NDELAY;
1629         else
1630                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1631
1632         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1637  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1638  *
1639  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1640  * use.
1641  */
1642 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1643 {
1644         struct file *file = iocb->ki_filp;
1645         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1646         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1647         struct blk_plug plug;
1648         ssize_t ret;
1649
1650         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1651                 return -EPERM;
1652
1653         if (!iov_iter_count(from))
1654                 return 0;
1655
1656         if (iocb->ki_pos >= size)
1657                 return -ENOSPC;
1658
1659         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1660
1661         blk_start_plug(&plug);
1662         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1663         if (ret > 0) {
1664                 ssize_t err;
1665                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1666                 if (err < 0)
1667                         ret = err;
1668         }
1669         blk_finish_plug(&plug);
1670         return ret;
1671 }
1672 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1673
1674 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1675 {
1676         struct file *file = iocb->ki_filp;
1677         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1678         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1679         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1680
1681         if (pos >= size)
1682                 return 0;
1683
1684         size -= pos;
1685         iov_iter_truncate(to, size);
1686         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1687 }
1688 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1689
1690 /*
1691  * Try to release a page associated with block device when the system
1692  * is under memory pressure.
1693  */
1694 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1695 {
1696         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1697
1698         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1699                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1700
1701         return try_to_free_buffers(page);
1702 }
1703
1704 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1705                              struct writeback_control *wbc)
1706 {
1707         if (dax_mapping(mapping)) {
1708                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1709
1710                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1711         }
1712         return generic_writepages(mapping, wbc);
1713 }
1714
1715 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1716         .readpage       = blkdev_readpage,
1717         .readpages      = blkdev_readpages,
1718         .writepage      = blkdev_writepage,
1719         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1720         .write_end      = blkdev_write_end,
1721         .writepages     = blkdev_writepages,
1722         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1723         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1724         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1725 };
1726
1727 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1728 /*
1729  * In the raw block case we do not need to contend with truncation nor
1730  * unwritten file extents.  Without those concerns there is no need for
1731  * additional locking beyond the mmap_sem context that these routines
1732  * are already executing under.
1733  *
1734  * Note, there is no protection if the block device is dynamically
1735  * resized (partition grow/shrink) during a fault. A stable block device
1736  * size is already not enforced in the blkdev_direct_IO path.
1737  *
1738  * For DAX, it is the responsibility of the block device driver to
1739  * ensure the whole-disk device size is stable while requests are in
1740  * flight.
1741  *
1742  * Finally, unlike the filemap_page_mkwrite() case there is no
1743  * filesystem superblock to sync against freezing.  We still include a
1744  * pfn_mkwrite callback for dax drivers to receive write fault
1745  * notifications.
1746  */
1747 static int blkdev_dax_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
1748 {
1749         return __dax_fault(vma, vmf, blkdev_get_block, NULL);
1750 }
1751
1752 static int blkdev_dax_pfn_mkwrite(struct vm_area_struct *vma,
1753                 struct vm_fault *vmf)
1754 {
1755         return dax_pfn_mkwrite(vma, vmf);
1756 }
1757
1758 static int blkdev_dax_pmd_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1759                 pmd_t *pmd, unsigned int flags)
1760 {
1761         return __dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, blkdev_get_block, NULL);
1762 }
1763
1764 static const struct vm_operations_struct blkdev_dax_vm_ops = {
1765         .fault          = blkdev_dax_fault,
1766         .pmd_fault      = blkdev_dax_pmd_fault,
1767         .pfn_mkwrite    = blkdev_dax_pfn_mkwrite,
1768 };
1769
1770 static const struct vm_operations_struct blkdev_default_vm_ops = {
1771         .fault          = filemap_fault,
1772         .map_pages      = filemap_map_pages,
1773 };
1774
1775 static int blkdev_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1776 {
1777         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1778
1779         file_accessed(file);
1780         if (IS_DAX(bd_inode)) {
1781                 vma->vm_ops = &blkdev_dax_vm_ops;
1782                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1783         } else {
1784                 vma->vm_ops = &blkdev_default_vm_ops;
1785         }
1786
1787         return 0;
1788 }
1789 #else
1790 #define blkdev_mmap generic_file_mmap
1791 #endif
1792
1793 const struct file_operations def_blk_fops = {
1794         .open           = blkdev_open,
1795         .release        = blkdev_close,
1796         .llseek         = block_llseek,
1797         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1798         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1799         .mmap           = blkdev_mmap,
1800         .fsync          = blkdev_fsync,
1801         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1802 #ifdef CONFIG_COMPAT
1803         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1804 #endif
1805         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1806         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1807 };
1808
1809 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1810 {
1811         int res;
1812         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1813         set_fs(KERNEL_DS);
1814         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1815         set_fs(old_fs);
1816         return res;
1817 }
1818
1819 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1820
1821 /**
1822  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1823  * @pathname:   special file representing the block device
1824  *
1825  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1826  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1827  * otherwise.
1828  */
1829 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1830 {
1831         struct block_device *bdev;
1832         struct inode *inode;
1833         struct path path;
1834         int error;
1835
1836         if (!pathname || !*pathname)
1837                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1838
1839         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1840         if (error)
1841                 return ERR_PTR(error);
1842
1843         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1844         error = -ENOTBLK;
1845         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1846                 goto fail;
1847         error = -EACCES;
1848         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1849                 goto fail;
1850         error = -ENOMEM;
1851         bdev = bd_acquire(inode);
1852         if (!bdev)
1853                 goto fail;
1854 out:
1855         path_put(&path);
1856         return bdev;
1857 fail:
1858         bdev = ERR_PTR(error);
1859         goto out;
1860 }
1861 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1862
1863 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1864 {
1865         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1866         int res = 0;
1867
1868         if (sb) {
1869                 /*
1870                  * no need to lock the super, get_super holds the
1871                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1872                  * under us (->put_super runs with the write lock
1873                  * hold).
1874                  */
1875                 shrink_dcache_sb(sb);
1876                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1877                 drop_super(sb);
1878         }
1879         invalidate_bdev(bdev);
1880         return res;
1881 }
1882 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1883
1884 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1885 {
1886         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1887
1888         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1889         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1890                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1891
1892                 spin_lock(&inode->i_lock);
1893                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1894                     mapping->nrpages == 0) {
1895                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1896                         continue;
1897                 }
1898                 __iget(inode);
1899                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1900                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1901                 /*
1902                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1903                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1904                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1905                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1906                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1907                  * later.
1908                  */
1909                 iput(old_inode);
1910                 old_inode = inode;
1911
1912                 func(I_BDEV(inode), arg);
1913
1914                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1915         }
1916         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1917         iput(old_inode);
1918 }