Quelle  fops.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
 * Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
 * Copyright (C) 2016 - 2020 Christoph Hellwig
 */
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/blk-integrity.h>
#include <linux/buffer_head.h>
#include <linux/mpage.h>
#include <linux/uio.h>
#include <linux/namei.h>
#include <linux/task_io_accounting_ops.h>
#include <linux/falloc.h>
#include <linux/suspend.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/iomap.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/io_uring/cmd.h>
#include "blk.h"

static inline struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
{
 return file->f_mapping->host;
}

static blk_opf_t dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
{
 blk_opf_t opf = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;

 /* avoid the need for a I/O completion work item */
 if (iocb_is_dsync(iocb))
  opf |= REQ_FUA;
 return opf;
}

static bool blkdev_dio_invalid(struct block_device *bdev, struct kiocb *iocb,
    struct iov_iter *iter)
{
 return iocb->ki_pos & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1) ||
  !bdev_iter_is_aligned(bdev, iter);
}

#define DIO_INLINE_BIO_VECS 4

static ssize_t __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb,
  struct iov_iter *iter, struct block_device *bdev,
  unsigned int nr_pages)
{
 struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
 loff_t pos = iocb->ki_pos;
 bool should_dirty = false;
 struct bio bio;
 ssize_t ret;

 if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
  vecs = inline_vecs;
 else {
  vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
         GFP_KERNEL);
  if (!vecs)
   return -ENOMEM;
 }

 if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
  bio_init(&bio, bdev, vecs, nr_pages, REQ_OP_READ);
  if (user_backed_iter(iter))
   should_dirty = true;
 } else {
  bio_init(&bio, bdev, vecs, nr_pages, dio_bio_write_op(iocb));
 }
 bio.bi_iter.bi_sector = pos >> SECTOR_SHIFT;
 bio.bi_write_hint = file_inode(iocb->ki_filp)->i_write_hint;
 bio.bi_write_stream = iocb->ki_write_stream;
 bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 if (iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC)
  bio.bi_opf |= REQ_ATOMIC;

 ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 if (unlikely(ret))
  goto out;
 ret = bio.bi_iter.bi_size;

 if (iov_iter_rw(iter) == WRITE)
  task_io_account_write(ret);

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
  bio.bi_opf |= REQ_NOWAIT;

 submit_bio_wait(&bio);

 bio_release_pages(&bio, should_dirty);
 if (unlikely(bio.bi_status))
  ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);

out:
 if (vecs != inline_vecs)
  kfree(vecs);

 bio_uninit(&bio);

 return ret;
}

enum {
 DIO_SHOULD_DIRTY = 1,
 DIO_IS_SYNC  = 2,
};

struct blkdev_dio {
 union {
  struct kiocb  *iocb;
  struct task_struct *waiter;
 };
 size_t   size;
 atomic_t  ref;
 unsigned int  flags;
 struct bio  bio ____cacheline_aligned_in_smp;
};

static struct bio_set blkdev_dio_pool;

static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
{
 struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 bool should_dirty = dio->flags & DIO_SHOULD_DIRTY;
 bool is_sync = dio->flags & DIO_IS_SYNC;

 if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
  dio->bio.bi_status = bio->bi_status;

 if (bio_integrity(bio))
  bio_integrity_unmap_user(bio);

 if (atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
  if (!is_sync) {
   struct kiocb *iocb = dio->iocb;
   ssize_t ret;

   WRITE_ONCE(iocb->private, NULL);

   if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
    ret = dio->size;
    iocb->ki_pos += ret;
   } else {
    ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
   }

   dio->iocb->ki_complete(iocb, ret);
   bio_put(&dio->bio);
  } else {
   struct task_struct *waiter = dio->waiter;

   WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
   blk_wake_io_task(waiter);
  }
 }

 if (should_dirty) {
  bio_check_pages_dirty(bio);
 } else {
  bio_release_pages(bio, false);
  bio_put(bio);
 }
}

static ssize_t __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
  struct block_device *bdev, unsigned int nr_pages)
{
 struct blk_plug plug;
 struct blkdev_dio *dio;
 struct bio *bio;
 bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 blk_opf_t opf = is_read ? REQ_OP_READ : dio_bio_write_op(iocb);
 loff_t pos = iocb->ki_pos;
 int ret = 0;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_ALLOC_CACHE)
  opf |= REQ_ALLOC_CACHE;
 bio = bio_alloc_bioset(bdev, nr_pages, opf, GFP_KERNEL,
          &blkdev_dio_pool);
 dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 atomic_set(&dio->ref, 1);
 /*
 * Grab an extra reference to ensure the dio structure which is embedded
 * into the first bio stays around.
 */
 bio_get(bio);

 is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 if (is_sync) {
  dio->flags = DIO_IS_SYNC;
  dio->waiter = current;
 } else {
  dio->flags = 0;
  dio->iocb = iocb;
 }

 dio->size = 0;
 if (is_read && user_backed_iter(iter))
  dio->flags |= DIO_SHOULD_DIRTY;

 blk_start_plug(&plug);

 for (;;) {
  bio->bi_iter.bi_sector = pos >> SECTOR_SHIFT;
  bio->bi_write_hint = file_inode(iocb->ki_filp)->i_write_hint;
  bio->bi_write_stream = iocb->ki_write_stream;
  bio->bi_private = dio;
  bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
  bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;

  ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
  if (unlikely(ret)) {
   bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
   bio_endio(bio);
   break;
  }
  if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
   /*
 * This is nonblocking IO, and we need to allocate
 * another bio if we have data left to map. As we
 * cannot guarantee that one of the sub bios will not
 * fail getting issued FOR NOWAIT and as error results
 * are coalesced across all of them, be safe and ask for
 * a retry of this from blocking context.
 */
   if (unlikely(iov_iter_count(iter))) {
    ret = -EAGAIN;
    goto fail;
   }
   bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
  }
  if (iocb->ki_flags & IOCB_HAS_METADATA) {
   ret = bio_integrity_map_iter(bio, iocb->private);
   if (unlikely(ret))
    goto fail;
  }

  if (is_read) {
   if (dio->flags & DIO_SHOULD_DIRTY)
    bio_set_pages_dirty(bio);
  } else {
   task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
  }
  dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
  pos += bio->bi_iter.bi_size;

  nr_pages = bio_iov_vecs_to_alloc(iter, BIO_MAX_VECS);
  if (!nr_pages) {
   submit_bio(bio);
   break;
  }
  atomic_inc(&dio->ref);
  submit_bio(bio);
  bio = bio_alloc(bdev, nr_pages, opf, GFP_KERNEL);
 }

 blk_finish_plug(&plug);

 if (!is_sync)
  return -EIOCBQUEUED;

 for (;;) {
  set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
  if (!READ_ONCE(dio->waiter))
   break;
  blk_io_schedule();
 }
 __set_current_state(TASK_RUNNING);

 if (!ret)
  ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 if (likely(!ret))
  ret = dio->size;

 bio_put(&dio->bio);
 return ret;
fail:
 bio_release_pages(bio, false);
 bio_clear_flag(bio, BIO_REFFED);
 bio_put(bio);
 blk_finish_plug(&plug);
 return ret;
}

static void blkdev_bio_end_io_async(struct bio *bio)
{
 struct blkdev_dio *dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 ssize_t ret;

 WRITE_ONCE(iocb->private, NULL);

 if (likely(!bio->bi_status)) {
  ret = dio->size;
  iocb->ki_pos += ret;
 } else {
  ret = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
 }

 if (bio_integrity(bio))
  bio_integrity_unmap_user(bio);

 iocb->ki_complete(iocb, ret);

 if (dio->flags & DIO_SHOULD_DIRTY) {
  bio_check_pages_dirty(bio);
 } else {
  bio_release_pages(bio, false);
  bio_put(bio);
 }
}

static ssize_t __blkdev_direct_IO_async(struct kiocb *iocb,
     struct iov_iter *iter,
     struct block_device *bdev,
     unsigned int nr_pages)
{
 bool is_read = iov_iter_rw(iter) == READ;
 blk_opf_t opf = is_read ? REQ_OP_READ : dio_bio_write_op(iocb);
 struct blkdev_dio *dio;
 struct bio *bio;
 loff_t pos = iocb->ki_pos;
 int ret = 0;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_ALLOC_CACHE)
  opf |= REQ_ALLOC_CACHE;
 bio = bio_alloc_bioset(bdev, nr_pages, opf, GFP_KERNEL,
          &blkdev_dio_pool);
 dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 dio->flags = 0;
 dio->iocb = iocb;
 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> SECTOR_SHIFT;
 bio->bi_write_hint = file_inode(iocb->ki_filp)->i_write_hint;
 bio->bi_write_stream = iocb->ki_write_stream;
 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io_async;
 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;

 if (iov_iter_is_bvec(iter)) {
  /*
 * Users don't rely on the iterator being in any particular
 * state for async I/O returning -EIOCBQUEUED, hence we can
 * avoid expensive iov_iter_advance(). Bypass
 * bio_iov_iter_get_pages() and set the bvec directly.
 */
  bio_iov_bvec_set(bio, iter);
 } else {
  ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
  if (unlikely(ret))
   goto out_bio_put;
 }
 dio->size = bio->bi_iter.bi_size;

 if (is_read) {
  if (user_backed_iter(iter)) {
   dio->flags |= DIO_SHOULD_DIRTY;
   bio_set_pages_dirty(bio);
  }
 } else {
  task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 }

 if (iocb->ki_flags & IOCB_HAS_METADATA) {
  ret = bio_integrity_map_iter(bio, iocb->private);
  WRITE_ONCE(iocb->private, NULL);
  if (unlikely(ret))
   goto out_bio_put;
 }

 if (iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC)
  bio->bi_opf |= REQ_ATOMIC;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
  bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
  bio->bi_opf |= REQ_POLLED;
  submit_bio(bio);
  WRITE_ONCE(iocb->private, bio);
 } else {
  submit_bio(bio);
 }
 return -EIOCBQUEUED;

out_bio_put:
 bio_put(bio);
 return ret;
}

static ssize_t blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
{
 struct block_device *bdev = I_BDEV(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 unsigned int nr_pages;

 if (!iov_iter_count(iter))
  return 0;

 if (blkdev_dio_invalid(bdev, iocb, iter))
  return -EINVAL;

 if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
  u16 max_write_streams = bdev_max_write_streams(bdev);

  if (iocb->ki_write_stream) {
   if (iocb->ki_write_stream > max_write_streams)
    return -EINVAL;
  } else if (max_write_streams) {
   enum rw_hint write_hint =
    file_inode(iocb->ki_filp)->i_write_hint;

   /*
 * Just use the write hint as write stream for block
 * device writes.  This assumes no file system is
 * mounted that would use the streams differently.
 */
   if (write_hint <= max_write_streams)
    iocb->ki_write_stream = write_hint;
  }
 }

 nr_pages = bio_iov_vecs_to_alloc(iter, BIO_MAX_VECS + 1);
 if (likely(nr_pages <= BIO_MAX_VECS &&
     !(iocb->ki_flags & IOCB_HAS_METADATA))) {
  if (is_sync_kiocb(iocb))
   return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, bdev,
       nr_pages);
  return __blkdev_direct_IO_async(iocb, iter, bdev, nr_pages);
 } else if (iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC) {
  return -EINVAL;
 }
 return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, bdev, bio_max_segs(nr_pages));
}

static int blkdev_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t length,
  unsigned int flags, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
{
 struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 loff_t isize = i_size_read(inode);

 if (offset >= isize)
  return -EIO;

 iomap->bdev = bdev;
 iomap->offset = ALIGN_DOWN(offset, bdev_logical_block_size(bdev));
 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
 iomap->addr = iomap->offset;
 iomap->length = isize - iomap->offset;
 iomap->flags |= IOMAP_F_BUFFER_HEAD; /* noop for !CONFIG_BUFFER_HEAD */
 return 0;
}

static const struct iomap_ops blkdev_iomap_ops = {
 .iomap_begin  = blkdev_iomap_begin,
};

#ifdef CONFIG_BUFFER_HEAD
static int blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
  struct buffer_head *bh, int create)
{
 bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 bh->b_blocknr = iblock;
 set_buffer_mapped(bh);
 return 0;
}

/*
 * We cannot call mpage_writepages() as it does not take the buffer lock.
 * We must use block_write_full_folio() directly which holds the buffer
 * lock.  The buffer lock provides the synchronisation with writeback
 * that filesystems rely on when they use the blockdev's mapping.
 */
static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
  struct writeback_control *wbc)
{
 struct folio *folio = NULL;
 struct blk_plug plug;
 int err;

 blk_start_plug(&plug);
 while ((folio = writeback_iter(mapping, wbc, folio, &err)))
  err = block_write_full_folio(folio, wbc, blkdev_get_block);
 blk_finish_plug(&plug);

 return err;
}

static int blkdev_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
{
 return block_read_full_folio(folio, blkdev_get_block);
}

static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
{
 mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
}

static int blkdev_write_begin(const struct kiocb *iocb,
         struct address_space *mapping, loff_t pos,
         unsigned len, struct folio **foliop,
         void **fsdata)
{
 return block_write_begin(mapping, pos, len, foliop, blkdev_get_block);
}

static int blkdev_write_end(const struct kiocb *iocb,
       struct address_space *mapping,
       loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
       struct folio *folio, void *fsdata)
{
 int ret;
 ret = block_write_end(pos, len, copied, folio);

 folio_unlock(folio);
 folio_put(folio);

 return ret;
}

const struct address_space_operations def_blk_aops = {
 .dirty_folio = block_dirty_folio,
 .invalidate_folio = block_invalidate_folio,
 .read_folio = blkdev_read_folio,
 .readahead = blkdev_readahead,
 .writepages = blkdev_writepages,
 .write_begin = blkdev_write_begin,
 .write_end = blkdev_write_end,
 .migrate_folio = buffer_migrate_folio_norefs,
 .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
};
#else /* CONFIG_BUFFER_HEAD */
static int blkdev_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
{
 return iomap_read_folio(folio, &blkdev_iomap_ops);
}

static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
{
 iomap_readahead(rac, &blkdev_iomap_ops);
}

static ssize_t blkdev_writeback_range(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
  struct folio *folio, u64 offset, unsigned int len, u64 end_pos)
{
 loff_t isize = i_size_read(wpc->inode);

 if (WARN_ON_ONCE(offset >= isize))
  return -EIO;

 if (offset < wpc->iomap.offset ||
     offset >= wpc->iomap.offset + wpc->iomap.length) {
  int error;

  error = blkdev_iomap_begin(wpc->inode, offset, isize - offset,
    IOMAP_WRITE, &wpc->iomap, NULL);
  if (error)
   return error;
 }

 return iomap_add_to_ioend(wpc, folio, offset, end_pos, len);
}

static const struct iomap_writeback_ops blkdev_writeback_ops = {
 .writeback_range = blkdev_writeback_range,
 .writeback_submit = iomap_ioend_writeback_submit,
};

static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
  struct writeback_control *wbc)
{
 struct iomap_writepage_ctx wpc = {
  .inode  = mapping->host,
  .wbc  = wbc,
  .ops  = &blkdev_writeback_ops
 };

 return iomap_writepages(&wpc);
}

const struct address_space_operations def_blk_aops = {
 .dirty_folio = filemap_dirty_folio,
 .release_folio  = iomap_release_folio,
 .invalidate_folio = iomap_invalidate_folio,
 .read_folio  = blkdev_read_folio,
 .readahead  = blkdev_readahead,
 .writepages  = blkdev_writepages,
 .is_partially_uptodate  = iomap_is_partially_uptodate,
 .error_remove_folio = generic_error_remove_folio,
 .migrate_folio  = filemap_migrate_folio,
};
#endif /* CONFIG_BUFFER_HEAD */

/*
 * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 */
static loff_t blkdev_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
{
 struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 loff_t retval;

 inode_lock(bd_inode);
 retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 inode_unlock(bd_inode);
 return retval;
}

static int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end,
  int datasync)
{
 struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
 int error;

 error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 if (error)
  return error;

 /*
 * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 * O_SYNC writers to a block device.
 */
 error = blkdev_issue_flush(bdev);
 if (error == -EOPNOTSUPP)
  error = 0;

 return error;
}

/**
 * file_to_blk_mode - get block open flags from file flags
 * @file: file whose open flags should be converted
 *
 * Look at file open flags and generate corresponding block open flags from
 * them. The function works both for file just being open (e.g. during ->open
 * callback) and for file that is already open. This is actually non-trivial
 * (see comment in the function).
 */
blk_mode_t file_to_blk_mode(struct file *file)
{
 blk_mode_t mode = 0;

 if (file->f_mode & FMODE_READ)
  mode |= BLK_OPEN_READ;
 if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
  mode |= BLK_OPEN_WRITE;
 /*
 * do_dentry_open() clears O_EXCL from f_flags, use file->private_data
 * to determine whether the open was exclusive for already open files.
 */
 if (file->private_data)
  mode |= BLK_OPEN_EXCL;
 else if (file->f_flags & O_EXCL)
  mode |= BLK_OPEN_EXCL;
 if (file->f_flags & O_NDELAY)
  mode |= BLK_OPEN_NDELAY;

 /*
 * If all bits in O_ACCMODE set (aka O_RDWR | O_WRONLY), the floppy
 * driver has historically allowed ioctls as if the file was opened for
 * writing, but does not allow and actual reads or writes.
 */
 if ((file->f_flags & O_ACCMODE) == (O_RDWR | O_WRONLY))
  mode |= BLK_OPEN_WRITE_IOCTL;

 return mode;
}

static int blkdev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 struct block_device *bdev;
 blk_mode_t mode;
 int ret;

 mode = file_to_blk_mode(filp);
 /* Use the file as the holder. */
 if (mode & BLK_OPEN_EXCL)
  filp->private_data = filp;
 ret = bdev_permission(inode->i_rdev, mode, filp->private_data);
 if (ret)
  return ret;

 bdev = blkdev_get_no_open(inode->i_rdev, true);
 if (!bdev)
  return -ENXIO;

 if (bdev_can_atomic_write(bdev))
  filp->f_mode |= FMODE_CAN_ATOMIC_WRITE;
 if (blk_get_integrity(bdev->bd_disk))
  filp->f_mode |= FMODE_HAS_METADATA;

 ret = bdev_open(bdev, mode, filp->private_data, NULL, filp);
 if (ret)
  blkdev_put_no_open(bdev);
 return ret;
}

static int blkdev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 bdev_release(filp);
 return 0;
}

static ssize_t
blkdev_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 size_t count = iov_iter_count(from);
 ssize_t written;

 written = kiocb_invalidate_pages(iocb, count);
 if (written) {
  if (written == -EBUSY)
   return 0;
  return written;
 }

 written = blkdev_direct_IO(iocb, from);
 if (written > 0) {
  kiocb_invalidate_post_direct_write(iocb, count);
  iocb->ki_pos += written;
  count -= written;
 }
 if (written != -EIOCBQUEUED)
  iov_iter_revert(from, count - iov_iter_count(from));
 return written;
}

static ssize_t blkdev_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 return iomap_file_buffered_write(iocb, from, &blkdev_iomap_ops, NULL,
   NULL);
}

/*
 * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
 * and the raw driver which basically is a fake block device.
 *
 * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
 * use.
 */
static ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 struct file *file = iocb->ki_filp;
 struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 bool atomic = iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC;
 loff_t size = bdev_nr_bytes(bdev);
 size_t shorted = 0;
 ssize_t ret;

 if (bdev_read_only(bdev))
  return -EPERM;

 if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode->i_rdev))
  return -ETXTBSY;

 if (!iov_iter_count(from))
  return 0;

 if (iocb->ki_pos >= size)
  return -ENOSPC;

 if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
  return -EOPNOTSUPP;

 if (atomic) {
  ret = generic_atomic_write_valid(iocb, from);
  if (ret)
   return ret;
 }

 size -= iocb->ki_pos;
 if (iov_iter_count(from) > size) {
  if (atomic)
   return -EINVAL;
  shorted = iov_iter_count(from) - size;
  iov_iter_truncate(from, size);
 }

 ret = file_update_time(file);
 if (ret)
  return ret;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
  ret = blkdev_direct_write(iocb, from);
  if (ret >= 0 && iov_iter_count(from))
   ret = direct_write_fallback(iocb, from, ret,
     blkdev_buffered_write(iocb, from));
 } else {
  /*
 * Take i_rwsem and invalidate_lock to avoid racing with
 * set_blocksize changing i_blkbits/folio order and punching
 * out the pagecache.
 */
  inode_lock_shared(bd_inode);
  ret = blkdev_buffered_write(iocb, from);
  inode_unlock_shared(bd_inode);
 }

 if (ret > 0)
  ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 iov_iter_reexpand(from, iov_iter_count(from) + shorted);
 return ret;
}

static ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
{
 struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(iocb->ki_filp);
 struct block_device *bdev = I_BDEV(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 loff_t size = bdev_nr_bytes(bdev);
 loff_t pos = iocb->ki_pos;
 size_t shorted = 0;
 ssize_t ret = 0;
 size_t count;

 if (unlikely(pos + iov_iter_count(to) > size)) {
  if (pos >= size)
   return 0;
  size -= pos;
  shorted = iov_iter_count(to) - size;
  iov_iter_truncate(to, size);
 }

 count = iov_iter_count(to);
 if (!count)
  goto reexpand; /* skip atime */

 if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
  ret = kiocb_write_and_wait(iocb, count);
  if (ret < 0)
   goto reexpand;
  file_accessed(iocb->ki_filp);

  ret = blkdev_direct_IO(iocb, to);
  if (ret > 0) {
   iocb->ki_pos += ret;
   count -= ret;
  }
  if (ret != -EIOCBQUEUED)
   iov_iter_revert(to, count - iov_iter_count(to));
  if (ret < 0 || !count)
   goto reexpand;
 }

 /*
 * Take i_rwsem and invalidate_lock to avoid racing with set_blocksize
 * changing i_blkbits/folio order and punching out the pagecache.
 */
 inode_lock_shared(bd_inode);
 ret = filemap_read(iocb, to, ret);
 inode_unlock_shared(bd_inode);

reexpand:
 if (unlikely(shorted))
  iov_iter_reexpand(to, iov_iter_count(to) + shorted);
 return ret;
}

#define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED     \
  (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |  \
   FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_WRITE_ZEROES)

static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
        loff_t len)
{
 struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 loff_t end = start + len - 1;
 loff_t isize;
 unsigned int flags;
 int error;

 /* Fail if we don't recognize the flags. */
 if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
  return -EOPNOTSUPP;
 /*
 * Don't allow writing zeroes if the device does not enable the
 * unmap write zeroes operation.
 */
 if ((mode & FALLOC_FL_WRITE_ZEROES) &&
     !bdev_write_zeroes_unmap_sectors(bdev))
  return -EOPNOTSUPP;

 /* Don't go off the end of the device. */
 isize = bdev_nr_bytes(bdev);
 if (start >= isize)
  return -EINVAL;
 if (end >= isize) {
  if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
   len = isize - start;
   end = start + len - 1;
  } else
   return -EINVAL;
 }

 /*
 * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
 */
 if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
  return -EINVAL;

 inode_lock(inode);
 filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);

 switch (mode) {
 case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
 case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
  flags = BLKDEV_ZERO_NOUNMAP;
  break;
 case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
  flags = BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK;
  break;
 case FALLOC_FL_WRITE_ZEROES:
  flags = 0;
  break;
 default:
  error = -EOPNOTSUPP;
  goto fail;
 }

 /*
 * Invalidate the page cache, including dirty pages, for valid
 * de-allocate mode calls to fallocate().
 */
 error = truncate_bdev_range(bdev, file_to_blk_mode(file), start, end);
 if (error)
  goto fail;

 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> SECTOR_SHIFT,
         len >> SECTOR_SHIFT, GFP_KERNEL, flags);
 fail:
 filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
 inode_unlock(inode);
 return error;
}

static int blkdev_mmap_prepare(struct vm_area_desc *desc)
{
 struct file *file = desc->file;

 if (bdev_read_only(I_BDEV(bdev_file_inode(file))))
  return generic_file_readonly_mmap_prepare(desc);

 return generic_file_mmap_prepare(desc);
}

const struct file_operations def_blk_fops = {
 .open  = blkdev_open,
 .release = blkdev_release,
 .llseek  = blkdev_llseek,
 .read_iter = blkdev_read_iter,
 .write_iter = blkdev_write_iter,
 .iopoll  = iocb_bio_iopoll,
 .mmap_prepare = blkdev_mmap_prepare,
 .fsync  = blkdev_fsync,
 .unlocked_ioctl = blkdev_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
 .compat_ioctl = compat_blkdev_ioctl,
#endif
 .splice_read = filemap_splice_read,
 .splice_write = iter_file_splice_write,
 .fallocate = blkdev_fallocate,
 .uring_cmd = blkdev_uring_cmd,
 .fop_flags = FOP_BUFFER_RASYNC,
};

static __init int blkdev_init(void)
{
 return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4,
    offsetof(struct blkdev_dio, bio),
    BIOSET_NEED_BVECS|BIOSET_PERCPU_CACHE);
}
module_init(blkdev_init);