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