drivers/block/loop.c

   1 /*
   2  *  linux/drivers/block/loop.c
   3  *
   4  *  Written by Theodore Ts'o, 3/29/93
   5  *
   6  * Copyright 1993 by Theodore Ts'o.  Redistribution of this file is
   7  * permitted under the GNU General Public License.
   8  *
   9  * DES encryption plus some minor changes by Werner Almesberger, 30-MAY-1993
  10  * more DES encryption plus IDEA encryption by Nicholas J. Leon, June 20, 1996
  11  *
  12  * Modularized and updated for 1.1.16 kernel - Mitch Dsouza 28th May 1994
  13  * Adapted for 1.3.59 kernel - Andries Brouwer, 1 Feb 1996
  14  *
  15  * Fixed do_loop_request() re-entrancy - Vincent.Renardias@waw.com Mar 20, 1997
  16  *
  17  * Added devfs support - Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au> 16-Jan-1998
  18  *
  19  * Handle sparse backing files correctly - Kenn Humborg, Jun 28, 1998
  20  *
  21  * Loadable modules and other fixes by AK, 1998
  22  *
  23  * Make real block number available to downstream transfer functions, enables
  24  * CBC (and relatives) mode encryption requiring unique IVs per data block.
  25  * Reed H. Petty, rhp@draper.net
  26  *
  27  * Maximum number of loop devices now dynamic via max_loop module parameter.
  28  * Russell Kroll <rkroll@exploits.org> 19990701
  29  *
  30  * Maximum number of loop devices when compiled-in now selectable by passing
  31  * max_loop=<1-255> to the kernel on boot.
  32  * Erik I. Bolsø, <eriki@himolde.no>, Oct 31, 1999
  33  *
  34  * Completely rewrite request handling to be make_request_fn style and
  35  * non blocking, pushing work to a helper thread. Lots of fixes from
  36  * Al Viro too.
  37  * Jens Axboe <axboe@suse.de>, Nov 2000
  38  *
  39  * Support up to 256 loop devices
  40  * Heinz Mauelshagen <mge@sistina.com>, Feb 2002
  41  *
  42  * Support for falling back on the write file operation when the address space
  43  * operations write_begin is not available on the backing filesystem.
  44  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  45  *
  46  * Still To Fix:
  47  * - Advisory locking is ignored here.
  48  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  49  *
  50  */
  51
  52 #include <linux/module.h>
  53 #include <linux/moduleparam.h>
  54 #include <linux/sched.h>
  55 #include <linux/fs.h>
  56 #include <linux/file.h>
  57 #include <linux/stat.h>
  58 #include <linux/errno.h>
  59 #include <linux/major.h>
  60 #include <linux/wait.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/blkpg.h>
  63 #include <linux/init.h>
  64 #include <linux/smp_lock.h>
  65 #include <linux/swap.h>
  66 #include <linux/slab.h>
  67 #include <linux/loop.h>
  68 #include <linux/compat.h>
  69 #include <linux/suspend.h>
  70 #include <linux/freezer.h>
  71 #include <linux/writeback.h>
  72 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
  73 #include <linux/completion.h>
  74 #include <linux/highmem.h>
  75 #include <linux/gfp.h>
  76 #include <linux/kthread.h>
  77 #include <linux/splice.h>
  78
  79 #include <asm/uaccess.h>
  80
  81 static LIST_HEAD(loop_devices);
  82 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
  83
  84 static int max_part;
  85 static int part_shift;
  86
  87 /*
  88  * Transfer functions
  89  */
  90 static int transfer_none(struct loop_device *lo, int cmd,
  91                          struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  92                          struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  93                          int size, sector_t real_block)
  94 {
  95         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
  96         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
  97
  98         if (cmd == READ)
  99                 memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
 100         else
 101                 memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
 102
 103         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 104         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 105         cond_resched();
 106         return 0;
 107 }
 108
 109 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
 110                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
 111                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
 112                         int size, sector_t real_block)
 113 {
 114         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
 115         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
 116         char *in, *out, *key;
 117         int i, keysize;
 118
 119         if (cmd == READ) {
 120                 in = raw_buf;
 121                 out = loop_buf;
 122         } else {
 123                 in = loop_buf;
 124                 out = raw_buf;
 125         }
 126
 127         key = lo->lo_encrypt_key;
 128         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 129         for (i = 0; i < size; i++)
 130                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 131
 132         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 133         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 134         cond_resched();
 135         return 0;
 136 }
 137
 138 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 139 {
 140         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 141                 return -EINVAL;
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 static struct loop_func_table none_funcs = {
 146         .number = LO_CRYPT_NONE,
 147         .transfer = transfer_none,
 148 };
 149
 150 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 151         .number = LO_CRYPT_XOR,
 152         .transfer = transfer_xor,
 153         .init = xor_init
 154 };
 155
 156 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 157 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 158         &none_funcs,
 159         &xor_funcs
 160 };
 161
 162 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 163 {
 164         loff_t size, offset, loopsize;
 165
 166         /* Compute loopsize in bytes */
 167         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
 168         offset = lo->lo_offset;
 169         loopsize = size - offset;
 170         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
 171                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
 172
 173         /*
 174          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 175          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 176          */
 177         return loopsize >> 9;
 178 }
 179
 180 static int
 181 figure_loop_size(struct loop_device *lo)
 182 {
 183         loff_t size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
 184         sector_t x = (sector_t)size;
 185
 186         if (unlikely((loff_t)x != size))
 187                 return -EFBIG;
 188
 189         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 static inline int
 194 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 195                struct page *rpage, unsigned roffs,
 196                struct page *lpage, unsigned loffs,
 197                int size, sector_t rblock)
 198 {
 199         if (unlikely(!lo->transfer))
 200                 return 0;
 201
 202         return lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 203 }
 204
 205 /**
 206  * do_lo_send_aops - helper for writing data to a loop device
 207  *
 208  * This is the fast version for backing filesystems which implement the address
 209  * space operations write_begin and write_end.
 210  */
 211 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 212                 loff_t pos, struct page *unused)
 213 {
 214         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
 215         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 216         pgoff_t index;
 217         unsigned offset, bv_offs;
 218         int len, ret;
 219
 220         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
 221         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 222         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 223         bv_offs = bvec->bv_offset;
 224         len = bvec->bv_len;
 225         while (len > 0) {
 226                 sector_t IV;
 227                 unsigned size, copied;
 228                 int transfer_result;
 229                 struct page *page;
 230                 void *fsdata;
 231
 232                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
 233                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 234                 if (size > len)
 235                         size = len;
 236
 237                 ret = pagecache_write_begin(file, mapping, pos, size, 0,
 238                                                         &page, &fsdata);
 239                 if (ret)
 240                         goto fail;
 241
 242                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
 243                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
 244                 copied = size;
 245                 if (unlikely(transfer_result))
 246                         copied = 0;
 247
 248                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
 249                                                         page, fsdata);
 250                 if (ret < 0 || ret != copied)
 251                         goto fail;
 252
 253                 if (unlikely(transfer_result))
 254                         goto fail;
 255
 256                 bv_offs += copied;
 257                 len -= copied;
 258                 offset = 0;
 259                 index++;
 260                 pos += copied;
 261         }
 262         ret = 0;
 263 out:
 264         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
 265         return ret;
 266 fail:
 267         ret = -1;
 268         goto out;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 273  *
 274  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
 275  * and do_lo_send_write().
 276  */
 277 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
 278                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
 279 {
 280         ssize_t bw;
 281         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 282
 283         set_fs(get_ds());
 284         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
 285         set_fs(old_fs);
 286         if (likely(bw == len))
 287                 return 0;
 288         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 289                         (unsigned long long)pos, len);
 290         if (bw >= 0)
 291                 bw = -EIO;
 292         return bw;
 293 }
 294
 295 /**
 296  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
 297  *
 298  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
 299  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
 300  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
 301  * filesystems.
 302  */
 303 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
 304                 struct bio_vec *bvec, loff_t pos, struct page *page)
 305 {
 306         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 307                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
 308                         bvec->bv_len, pos);
 309         kunmap(bvec->bv_page);
 310         cond_resched();
 311         return bw;
 312 }
 313
 314 /**
 315  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 316  *
 317  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
 318  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
 319  * uses the write file operation which should be present on all writeable
 320  * filesystems.
 321  *
 322  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
 323  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
 324  * the transformations in place as we do not have direct access to the
 325  * destination pages of the backing file.
 326  */
 327 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 328                 loff_t pos, struct page *page)
 329 {
 330         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
 331                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
 332         if (likely(!ret))
 333                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 334                                 page_address(page), bvec->bv_len,
 335                                 pos);
 336         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
 337                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
 338         if (ret > 0)
 339                 ret = -EIO;
 340         return ret;
 341 }
 342
 343 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, loff_t pos)
 344 {
 345         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, loff_t,
 346                         struct page *page);
 347         struct bio_vec *bvec;
 348         struct page *page = NULL;
 349         int i, ret = 0;
 350
 351         do_lo_send = do_lo_send_aops;
 352         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
 353                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
 354                 if (lo->transfer != transfer_none) {
 355                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
 356                         if (unlikely(!page))
 357                                 goto fail;
 358                         kmap(page);
 359                         do_lo_send = do_lo_send_write;
 360                 }
 361         }
 362         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 363                 ret = do_lo_send(lo, bvec, pos, page);
 364                 if (ret < 0)
 365                         break;
 366                 pos += bvec->bv_len;
 367         }
 368         if (page) {
 369                 kunmap(page);
 370                 __free_page(page);
 371         }
 372 out:
 373         return ret;
 374 fail:
 375         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
 376         ret = -ENOMEM;
 377         goto out;
 378 }
 379
 380 struct lo_read_data {
 381         struct loop_device *lo;
 382         struct page *page;
 383         unsigned offset;
 384         int bsize;
 385 };
 386
 387 static int
 388 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
 389                 struct splice_desc *sd)
 390 {
 391         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
 392         struct loop_device *lo = p->lo;
 393         struct page *page = buf->page;
 394         sector_t IV;
 395         int size, ret;
 396
 397         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
 398         if (unlikely(ret))
 399                 return ret;
 400
 401         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
 402                                                         (buf->offset >> 9);
 403         size = sd->len;
 404         if (size > p->bsize)
 405                 size = p->bsize;
 406
 407         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
 408                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
 409                        page->index);
 410                 size = -EINVAL;
 411         }
 412
 413         flush_dcache_page(p->page);
 414
 415         if (size > 0)
 416                 p->offset += size;
 417
 418         return size;
 419 }
 420
 421 static int
 422 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
 423 {
 424         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
 425 }
 426
 427 static int
 428 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
 429               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
 430 {
 431         struct lo_read_data cookie;
 432         struct splice_desc sd;
 433         struct file *file;
 434         long retval;
 435
 436         cookie.lo = lo;
 437         cookie.page = bvec->bv_page;
 438         cookie.offset = bvec->bv_offset;
 439         cookie.bsize = bsize;
 440
 441         sd.len = 0;
 442         sd.total_len = bvec->bv_len;
 443         sd.flags = 0;
 444         sd.pos = pos;
 445         sd.u.data = &cookie;
 446
 447         file = lo->lo_backing_file;
 448         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
 449
 450         if (retval < 0)
 451                 return retval;
 452
 453         return 0;
 454 }
 455
 456 static int
 457 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
 458 {
 459         struct bio_vec *bvec;
 460         int i, ret = 0;
 461
 462         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 463                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
 464                 if (ret < 0)
 465                         break;
 466                 pos += bvec->bv_len;
 467         }
 468         return ret;
 469 }
 470
 471 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 472 {
 473         loff_t pos;
 474         int ret;
 475
 476         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
 477
 478         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
 479                 int barrier = bio_barrier(bio);
 480                 struct file *file = lo->lo_backing_file;
 481
 482                 if (barrier) {
 483                         if (unlikely(!file->f_op->fsync)) {
 484                                 ret = -EOPNOTSUPP;
 485                                 goto out;
 486                         }
 487
 488                         ret = vfs_fsync(file, file->f_path.dentry, 0);
 489                         if (unlikely(ret)) {
 490                                 ret = -EIO;
 491                                 goto out;
 492                         }
 493                 }
 494
 495                 ret = lo_send(lo, bio, pos);
 496
 497                 if (barrier && !ret) {
 498                         ret = vfs_fsync(file, file->f_path.dentry, 0);
 499                         if (unlikely(ret))
 500                                 ret = -EIO;
 501                 }
 502         } else
 503                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 504
 505 out:
 506         return ret;
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Add bio to back of pending list
 511  */
 512 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 513 {
 514         if (lo->lo_biotail) {
 515                 lo->lo_biotail->bi_next = bio;
 516                 lo->lo_biotail = bio;
 517         } else
 518                 lo->lo_bio = lo->lo_biotail = bio;
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Grab first pending buffer
 523  */
 524 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 525 {
 526         struct bio *bio;
 527
 528         if ((bio = lo->lo_bio)) {
 529                 if (bio == lo->lo_biotail)
 530                         lo->lo_biotail = NULL;
 531                 lo->lo_bio = bio->bi_next;
 532                 bio->bi_next = NULL;
 533         }
 534
 535         return bio;
 536 }
 537
 538 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 539 {
 540         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 541         int rw = bio_rw(old_bio);
 542
 543         if (rw == READA)
 544                 rw = READ;
 545
 546         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 547
 548         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 549         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 550                 goto out;
 551         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 552                 goto out;
 553         loop_add_bio(lo, old_bio);
 554         wake_up(&lo->lo_event);
 555         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 556         return 0;
 557
 558 out:
 559         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 560         bio_io_error(old_bio);
 561         return 0;
 562 }
 563
 564 /*
 565  * kick off io on the underlying address space
 566  */
 567 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
 568 {
 569         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 570
 571         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
 572         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
 573 }
 574
 575 struct switch_request {
 576         struct file *file;
 577         struct completion wait;
 578 };
 579
 580 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 581
 582 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 583 {
 584         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 585                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 586                 bio_put(bio);
 587         } else {
 588                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 589                 bio_endio(bio, ret);
 590         }
 591 }
 592
 593 /*
 594  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 595  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 596  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 597  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 598  *
 599  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 600  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 601  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 602  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 603  * done with the loop.
 604  */
 605 static int loop_thread(void *data)
 606 {
 607         struct loop_device *lo = data;
 608         struct bio *bio;
 609
 610         set_user_nice(current, -20);
 611
 612         while (!kthread_should_stop() || lo->lo_bio) {
 613
 614                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 615                                 lo->lo_bio || kthread_should_stop());
 616
 617                 if (!lo->lo_bio)
 618                         continue;
 619                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 620                 bio = loop_get_bio(lo);
 621                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 622
 623                 BUG_ON(!bio);
 624                 loop_handle_bio(lo, bio);
 625         }
 626
 627         return 0;
 628 }
 629
 630 /*
 631  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 632  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 633  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 634  */
 635 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 636 {
 637         struct switch_request w;
 638         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
 639         if (!bio)
 640                 return -ENOMEM;
 641         init_completion(&w.wait);
 642         w.file = file;
 643         bio->bi_private = &w;
 644         bio->bi_bdev = NULL;
 645         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 646         wait_for_completion(&w.wait);
 647         return 0;
 648 }
 649
 650 /*
 651  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 652  */
 653 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 654 {
 655         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
 656         if (!lo->lo_thread)
 657                 return 0;
 658
 659         return loop_switch(lo, NULL);
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 664  */
 665 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 666 {
 667         struct file *file = p->file;
 668         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 669         struct address_space *mapping;
 670
 671         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 672         if (!file)
 673                 goto out;
 674
 675         mapping = file->f_mapping;
 676         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 677         lo->lo_backing_file = file;
 678         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 679                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 680         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 681         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 682 out:
 683         complete(&p->wait);
 684 }
 685
 686
 687 /*
 688  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 689  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 690  * the original file and in High Availability environments to switch to
 691  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 692  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 693  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 694  */
 695 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 696                           unsigned int arg)
 697 {
 698         struct file     *file, *old_file;
 699         struct inode    *inode;
 700         int             error;
 701
 702         error = -ENXIO;
 703         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 704                 goto out;
 705
 706         /* the loop device has to be read-only */
 707         error = -EINVAL;
 708         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 709                 goto out;
 710
 711         error = -EBADF;
 712         file = fget(arg);
 713         if (!file)
 714                 goto out;
 715
 716         inode = file->f_mapping->host;
 717         old_file = lo->lo_backing_file;
 718
 719         error = -EINVAL;
 720
 721         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 722                 goto out_putf;
 723
 724         /* new backing store needs to support loop (eg splice_read) */
 725         if (!inode->i_fop->splice_read)
 726                 goto out_putf;
 727
 728         /* size of the new backing store needs to be the same */
 729         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 730                 goto out_putf;
 731
 732         /* and ... switch */
 733         error = loop_switch(lo, file);
 734         if (error)
 735                 goto out_putf;
 736
 737         fput(old_file);
 738         if (max_part > 0)
 739                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 740         return 0;
 741
 742  out_putf:
 743         fput(file);
 744  out:
 745         return error;
 746 }
 747
 748 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 749 {
 750         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 751
 752         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 753 }
 754
 755 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 756                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 757 {
 758         struct file     *file, *f;
 759         struct inode    *inode;
 760         struct address_space *mapping;
 761         unsigned lo_blocksize;
 762         int             lo_flags = 0;
 763         int             error;
 764         loff_t          size;
 765
 766         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 767         __module_get(THIS_MODULE);
 768
 769         error = -EBADF;
 770         file = fget(arg);
 771         if (!file)
 772                 goto out;
 773
 774         error = -EBUSY;
 775         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 776                 goto out_putf;
 777
 778         /* Avoid recursion */
 779         f = file;
 780         while (is_loop_device(f)) {
 781                 struct loop_device *l;
 782
 783                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 784                         goto out_putf;
 785
 786                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 787                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 788                         error = -EINVAL;
 789                         goto out_putf;
 790                 }
 791                 f = l->lo_backing_file;
 792         }
 793
 794         mapping = file->f_mapping;
 795         inode = mapping->host;
 796
 797         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 798                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 799
 800         error = -EINVAL;
 801         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 802                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 803                 /*
 804                  * If we can't read - sorry. If we only can't write - well,
 805                  * it's going to be read-only.
 806                  */
 807                 if (!file->f_op->splice_read)
 808                         goto out_putf;
 809                 if (aops->write_begin)
 810                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 811                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 812                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 813
 814                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 815                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 816
 817                 error = 0;
 818         } else {
 819                 goto out_putf;
 820         }
 821
 822         size = get_loop_size(lo, file);
 823
 824         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 825                 error = -EFBIG;
 826                 goto out_putf;
 827         }
 828
 829         if (!(mode & FMODE_WRITE))
 830                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 831
 832         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 833
 834         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 835         lo->lo_device = bdev;
 836         lo->lo_flags = lo_flags;
 837         lo->lo_backing_file = file;
 838         lo->transfer = transfer_none;
 839         lo->ioctl = NULL;
 840         lo->lo_sizelimit = 0;
 841         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 842         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 843
 844         lo->lo_bio = lo->lo_biotail = NULL;
 845
 846         /*
 847          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 848          * device
 849          */
 850         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 851         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 852         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
 853
 854         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 855                 blk_queue_ordered(lo->lo_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN, NULL);
 856
 857         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 858         bd_set_size(bdev, size << 9);
 859
 860         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 861
 862         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 863                                                 lo->lo_number);
 864         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 865                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 866                 goto out_clr;
 867         }
 868         lo->lo_state = Lo_bound;
 869         wake_up_process(lo->lo_thread);
 870         if (max_part > 0)
 871                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 872         return 0;
 873
 874 out_clr:
 875         lo->lo_thread = NULL;
 876         lo->lo_device = NULL;
 877         lo->lo_backing_file = NULL;
 878         lo->lo_flags = 0;
 879         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 880         invalidate_bdev(bdev);
 881         bd_set_size(bdev, 0);
 882         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 883         lo->lo_state = Lo_unbound;
 884  out_putf:
 885         fput(file);
 886  out:
 887         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 888         module_put(THIS_MODULE);
 889         return error;
 890 }
 891
 892 static int
 893 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 894 {
 895         int err = 0;
 896         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 897
 898         if (xfer) {
 899                 if (xfer->release)
 900                         err = xfer->release(lo);
 901                 lo->transfer = NULL;
 902                 lo->lo_encryption = NULL;
 903                 module_put(xfer->owner);
 904         }
 905         return err;
 906 }
 907
 908 static int
 909 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 910                const struct loop_info64 *i)
 911 {
 912         int err = 0;
 913
 914         if (xfer) {
 915                 struct module *owner = xfer->owner;
 916
 917                 if (!try_module_get(owner))
 918                         return -EINVAL;
 919                 if (xfer->init)
 920                         err = xfer->init(lo, i);
 921                 if (err)
 922                         module_put(owner);
 923                 else
 924                         lo->lo_encryption = xfer;
 925         }
 926         return err;
 927 }
 928
 929 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 930 {
 931         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 932         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 933
 934         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 935                 return -ENXIO;
 936
 937         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 938                 return -EBUSY;
 939
 940         if (filp == NULL)
 941                 return -EINVAL;
 942
 943         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 944         lo->lo_state = Lo_rundown;
 945         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 946
 947         kthread_stop(lo->lo_thread);
 948
 949         lo->lo_queue->unplug_fn = NULL;
 950         lo->lo_backing_file = NULL;
 951
 952         loop_release_xfer(lo);
 953         lo->transfer = NULL;
 954         lo->ioctl = NULL;
 955         lo->lo_device = NULL;
 956         lo->lo_encryption = NULL;
 957         lo->lo_offset = 0;
 958         lo->lo_sizelimit = 0;
 959         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 960         lo->lo_flags = 0;
 961         lo->lo_thread = NULL;
 962         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 963         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 964         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 965         if (bdev)
 966                 invalidate_bdev(bdev);
 967         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 968         if (bdev)
 969                 bd_set_size(bdev, 0);
 970         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 971         lo->lo_state = Lo_unbound;
 972         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 973         module_put(THIS_MODULE);
 974         if (max_part > 0)
 975                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 976         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
 977         /*
 978          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
 979          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
 980          * lock dependency possibility warning as fput can take
 981          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
 982          */
 983         fput(filp);
 984         return 0;
 985 }
 986
 987 static int
 988 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 989 {
 990         int err;
 991         struct loop_func_table *xfer;
 992         uid_t uid = current_uid();
 993
 994         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
 995             lo->lo_key_owner != uid &&
 996             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 997                 return -EPERM;
 998         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 999                 return -ENXIO;
1000         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1001                 return -EINVAL;
1002
1003         err = loop_release_xfer(lo);
1004         if (err)
1005                 return err;
1006
1007         if (info->lo_encrypt_type) {
1008                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1009
1010                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1011                         return -EINVAL;
1012                 xfer = xfer_funcs[type];
1013                 if (xfer == NULL)
1014                         return -EINVAL;
1015         } else
1016                 xfer = NULL;
1017
1018         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1019         if (err)
1020                 return err;
1021
1022         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1023             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1024                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1025                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1026                 if (figure_loop_size(lo))
1027                         return -EFBIG;
1028         }
1029
1030         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1031         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1032         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1033         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1034
1035         if (!xfer)
1036                 xfer = &none_funcs;
1037         lo->transfer = xfer->transfer;
1038         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1039
1040         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1041              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1042                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1043
1044         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1045         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1046         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1047         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1048                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1049                        info->lo_encrypt_key_size);
1050                 lo->lo_key_owner = uid;
1051         }
1052
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 static int
1057 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1058 {
1059         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1060         struct kstat stat;
1061         int error;
1062
1063         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1064                 return -ENXIO;
1065         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1066         if (error)
1067                 return error;
1068         memset(info, 0, sizeof(*info));
1069         info->lo_number = lo->lo_number;
1070         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1071         info->lo_inode = stat.ino;
1072         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1073         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1074         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1075         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1076         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1077         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1078         info->lo_encrypt_type =
1079                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1080         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1081                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1082                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1083                        lo->lo_encrypt_key_size);
1084         }
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 static void
1089 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1090 {
1091         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1092         info64->lo_number = info->lo_number;
1093         info64->lo_device = info->lo_device;
1094         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1095         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1096         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1097         info64->lo_sizelimit = 0;
1098         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1099         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1100         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1101         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1102         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1103         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1104                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1105         else
1106                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1107         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1108 }
1109
1110 static int
1111 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1112 {
1113         memset(info, 0, sizeof(*info));
1114         info->lo_number = info64->lo_number;
1115         info->lo_device = info64->lo_device;
1116         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1117         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1118         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1119         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1120         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1121         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1122         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1123         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1124         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1125                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1126         else
1127                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1128         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1129
1130         /* error in case values were truncated */
1131         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1132             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1133             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1134             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1135                 return -EOVERFLOW;
1136
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static int
1141 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1142 {
1143         struct loop_info info;
1144         struct loop_info64 info64;
1145
1146         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1147                 return -EFAULT;
1148         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1149         return loop_set_status(lo, &info64);
1150 }
1151
1152 static int
1153 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1154 {
1155         struct loop_info64 info64;
1156
1157         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1158                 return -EFAULT;
1159         return loop_set_status(lo, &info64);
1160 }
1161
1162 static int
1163 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1164         struct loop_info info;
1165         struct loop_info64 info64;
1166         int err = 0;
1167
1168         if (!arg)
1169                 err = -EINVAL;
1170         if (!err)
1171                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1172         if (!err)
1173                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1174         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1175                 err = -EFAULT;
1176
1177         return err;
1178 }
1179
1180 static int
1181 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1182         struct loop_info64 info64;
1183         int err = 0;
1184
1185         if (!arg)
1186                 err = -EINVAL;
1187         if (!err)
1188                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1189         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1190                 err = -EFAULT;
1191
1192         return err;
1193 }
1194
1195 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1196 {
1197         int err;
1198         sector_t sec;
1199         loff_t sz;
1200
1201         err = -ENXIO;
1202         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1203                 goto out;
1204         err = figure_loop_size(lo);
1205         if (unlikely(err))
1206                 goto out;
1207         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1208         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1209         sz = sec;
1210         sz <<= 9;
1211         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1212         bd_set_size(bdev, sz);
1213         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1214
1215  out:
1216         return err;
1217 }
1218
1219 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1220         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1221 {
1222         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1223         int err;
1224
1225         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1226         switch (cmd) {
1227         case LOOP_SET_FD:
1228                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1229                 break;
1230         case LOOP_CHANGE_FD:
1231                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1232                 break;
1233         case LOOP_CLR_FD:
1234                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1235                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1236                 if (!err)
1237                         goto out_unlocked;
1238                 break;
1239         case LOOP_SET_STATUS:
1240                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1241                 break;
1242         case LOOP_GET_STATUS:
1243                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1244                 break;
1245         case LOOP_SET_STATUS64:
1246                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1247                 break;
1248         case LOOP_GET_STATUS64:
1249                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1250                 break;
1251         case LOOP_SET_CAPACITY:
1252                 err = -EPERM;
1253                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1254                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1255                 break;
1256         default:
1257                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1258         }
1259         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1260
1261 out_unlocked:
1262         return err;
1263 }
1264
1265 #ifdef CONFIG_COMPAT
1266 struct compat_loop_info {
1267         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1268         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1269         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1270         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1271         compat_int_t    lo_offset;
1272         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1273         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1274         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1275         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1276         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1277         compat_ulong_t  lo_init[2];
1278         char            reserved[4];
1279 };
1280
1281 /*
1282  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1283  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1284  */
1285 static noinline int
1286 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1287                         struct loop_info64 *info64)
1288 {
1289         struct compat_loop_info info;
1290
1291         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1292                 return -EFAULT;
1293
1294         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1295         info64->lo_number = info.lo_number;
1296         info64->lo_device = info.lo_device;
1297         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1298         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1299         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1300         info64->lo_sizelimit = 0;
1301         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1302         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1303         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1304         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1305         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1306         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1307                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1308         else
1309                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1310         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1316  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1317  */
1318 static noinline int
1319 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1320                       struct compat_loop_info __user *arg)
1321 {
1322         struct compat_loop_info info;
1323
1324         memset(&info, 0, sizeof(info));
1325         info.lo_number = info64->lo_number;
1326         info.lo_device = info64->lo_device;
1327         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1328         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1329         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1330         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1331         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1332         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1333         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1334         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1335         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1336                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1337         else
1338                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1339         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1340
1341         /* error in case values were truncated */
1342         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1343             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1344             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1345             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1346             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1347             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1348                 return -EOVERFLOW;
1349
1350         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1351                 return -EFAULT;
1352         return 0;
1353 }
1354
1355 static int
1356 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1357                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1358 {
1359         struct loop_info64 info64;
1360         int ret;
1361
1362         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1363         if (ret < 0)
1364                 return ret;
1365         return loop_set_status(lo, &info64);
1366 }
1367
1368 static int
1369 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1370                        struct compat_loop_info __user *arg)
1371 {
1372         struct loop_info64 info64;
1373         int err = 0;
1374
1375         if (!arg)
1376                 err = -EINVAL;
1377         if (!err)
1378                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1379         if (!err)
1380                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1381         return err;
1382 }
1383
1384 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1385                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1386 {
1387         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1388         int err;
1389
1390         switch(cmd) {
1391         case LOOP_SET_STATUS:
1392                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1393                 err = loop_set_status_compat(
1394                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1395                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1396                 break;
1397         case LOOP_GET_STATUS:
1398                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1399                 err = loop_get_status_compat(
1400                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1401                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1402                 break;
1403         case LOOP_SET_CAPACITY:
1404         case LOOP_CLR_FD:
1405         case LOOP_GET_STATUS64:
1406         case LOOP_SET_STATUS64:
1407                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1408         case LOOP_SET_FD:
1409         case LOOP_CHANGE_FD:
1410                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1411                 break;
1412         default:
1413                 err = -ENOIOCTLCMD;
1414                 break;
1415         }
1416         return err;
1417 }
1418 #endif
1419
1420 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1421 {
1422         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1423
1424         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1425         lo->lo_refcnt++;
1426         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1427
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1432 {
1433         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1434         int err;
1435
1436         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1437
1438         if (--lo->lo_refcnt)
1439                 goto out;
1440
1441         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1442                 /*
1443                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1444                  * and remove configuration after last close.
1445                  */
1446                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1447                 if (!err)
1448                         goto out_unlocked;
1449         } else {
1450                 /*
1451                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1452                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1453                  */
1454                 loop_flush(lo);
1455         }
1456
1457 out:
1458         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1459 out_unlocked:
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 static struct block_device_operations lo_fops = {
1464         .owner =        THIS_MODULE,
1465         .open =         lo_open,
1466         .release =      lo_release,
1467         .ioctl =        lo_ioctl,
1468 #ifdef CONFIG_COMPAT
1469         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1470 #endif
1471 };
1472
1473 /*
1474  * And now the modules code and kernel interface.
1475  */
1476 static int max_loop;
1477 module_param(max_loop, int, 0);
1478 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1479 module_param(max_part, int, 0);
1480 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1481 MODULE_LICENSE("GPL");
1482 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1483
1484 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1485 {
1486         unsigned int n = funcs->number;
1487
1488         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1489                 return -EINVAL;
1490         xfer_funcs[n] = funcs;
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 int loop_unregister_transfer(int number)
1495 {
1496         unsigned int n = number;
1497         struct loop_device *lo;
1498         struct loop_func_table *xfer;
1499
1500         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1501                 return -EINVAL;
1502
1503         xfer_funcs[n] = NULL;
1504
1505         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1506                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1507
1508                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1509                         loop_release_xfer(lo);
1510
1511                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1512         }
1513
1514         return 0;
1515 }
1516
1517 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1518 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1519
1520 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1521 {
1522         struct loop_device *lo;
1523         struct gendisk *disk;
1524
1525         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1526         if (!lo)
1527                 goto out;
1528
1529         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1530         if (!lo->lo_queue)
1531                 goto out_free_dev;
1532
1533         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1534         if (!disk)
1535                 goto out_free_queue;
1536
1537         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1538         lo->lo_number           = i;
1539         lo->lo_thread           = NULL;
1540         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1541         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1542         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1543         disk->first_minor       = i << part_shift;
1544         disk->fops              = &lo_fops;
1545         disk->private_data      = lo;
1546         disk->queue             = lo->lo_queue;
1547         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1548         return lo;
1549
1550 out_free_queue:
1551         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1552 out_free_dev:
1553         kfree(lo);
1554 out:
1555         return NULL;
1556 }
1557
1558 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1559 {
1560         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1561         put_disk(lo->lo_disk);
1562         list_del(&lo->lo_list);
1563         kfree(lo);
1564 }
1565
1566 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1567 {
1568         struct loop_device *lo;
1569
1570         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1571                 if (lo->lo_number == i)
1572                         return lo;
1573         }
1574
1575         lo = loop_alloc(i);
1576         if (lo) {
1577                 add_disk(lo->lo_disk);
1578                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1579         }
1580         return lo;
1581 }
1582
1583 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1584 {
1585         del_gendisk(lo->lo_disk);
1586         loop_free(lo);
1587 }
1588
1589 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1590 {
1591         struct loop_device *lo;
1592         struct kobject *kobj;
1593
1594         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1595         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1596         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1597         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1598
1599         *part = 0;
1600         return kobj;
1601 }
1602
1603 static int __init loop_init(void)
1604 {
1605         int i, nr;
1606         unsigned long range;
1607         struct loop_device *lo, *next;
1608
1609         /*
1610          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1611          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1612          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1613          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1614          * tool, we do the following:
1615          *
1616          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1617          *     also becomes a hard limit.
1618          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1619          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1620          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1621          *     device on-demand.
1622          */
1623
1624         part_shift = 0;
1625         if (max_part > 0)
1626                 part_shift = fls(max_part);
1627
1628         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1629                 return -EINVAL;
1630
1631         if (max_loop) {
1632                 nr = max_loop;
1633                 range = max_loop;
1634         } else {
1635                 nr = 8;
1636                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1637         }
1638
1639         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1640                 return -EIO;
1641
1642         for (i = 0; i < nr; i++) {
1643                 lo = loop_alloc(i);
1644                 if (!lo)
1645                         goto Enomem;
1646                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1647         }
1648
1649         /* point of no return */
1650
1651         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1652                 add_disk(lo->lo_disk);
1653
1654         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1655                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1656
1657         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1658         return 0;
1659
1660 Enomem:
1661         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1662
1663         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1664                 loop_free(lo);
1665
1666         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1667         return -ENOMEM;
1668 }
1669
1670 static void __exit loop_exit(void)
1671 {
1672         unsigned long range;
1673         struct loop_device *lo, *next;
1674
1675         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1676
1677         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1678                 loop_del_one(lo);
1679
1680         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1681         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1682 }
1683
1684 module_init(loop_init);
1685 module_exit(loop_exit);
1686
1687 #ifndef MODULE
1688 static int __init max_loop_setup(char *str)
1689 {
1690         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1691         return 1;
1692 }
1693
1694 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1695 #endif