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/kthread.h>
  75 #include <linux/splice.h>
  76
  77 #include <asm/uaccess.h>
  78
  79 static LIST_HEAD(loop_devices);
  80 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
  81
  82 static int max_part;
  83 static int part_shift;
  84
  85 /*
  86  * Transfer functions
  87  */
  88 static int transfer_none(struct loop_device *lo, int cmd,
  89                          struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  90                          struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  91                          int size, sector_t real_block)
  92 {
  93         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
  94         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
  95
  96         if (cmd == READ)
  97                 memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
  98         else
  99                 memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
 100
 101         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 102         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 103         cond_resched();
 104         return 0;
 105 }
 106
 107 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
 108                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
 109                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
 110                         int size, sector_t real_block)
 111 {
 112         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
 113         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
 114         char *in, *out, *key;
 115         int i, keysize;
 116
 117         if (cmd == READ) {
 118                 in = raw_buf;
 119                 out = loop_buf;
 120         } else {
 121                 in = loop_buf;
 122                 out = raw_buf;
 123         }
 124
 125         key = lo->lo_encrypt_key;
 126         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 127         for (i = 0; i < size; i++)
 128                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 129
 130         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 131         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 132         cond_resched();
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 137 {
 138         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 139                 return -EINVAL;
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 static struct loop_func_table none_funcs = {
 144         .number = LO_CRYPT_NONE,
 145         .transfer = transfer_none,
 146 };
 147
 148 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 149         .number = LO_CRYPT_XOR,
 150         .transfer = transfer_xor,
 151         .init = xor_init
 152 };
 153
 154 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 155 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 156         &none_funcs,
 157         &xor_funcs
 158 };
 159
 160 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 161 {
 162         loff_t size, offset, loopsize;
 163
 164         /* Compute loopsize in bytes */
 165         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
 166         offset = lo->lo_offset;
 167         loopsize = size - offset;
 168         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
 169                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
 170
 171         /*
 172          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 173          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 174          */
 175         return loopsize >> 9;
 176 }
 177
 178 static int
 179 figure_loop_size(struct loop_device *lo)
 180 {
 181         loff_t size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
 182         sector_t x = (sector_t)size;
 183
 184         if (unlikely((loff_t)x != size))
 185                 return -EFBIG;
 186
 187         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 static inline int
 192 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 193                struct page *rpage, unsigned roffs,
 194                struct page *lpage, unsigned loffs,
 195                int size, sector_t rblock)
 196 {
 197         if (unlikely(!lo->transfer))
 198                 return 0;
 199
 200         return lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 201 }
 202
 203 /**
 204  * do_lo_send_aops - helper for writing data to a loop device
 205  *
 206  * This is the fast version for backing filesystems which implement the address
 207  * space operations write_begin and write_end.
 208  */
 209 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 210                 loff_t pos, struct page *unused)
 211 {
 212         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
 213         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 214         pgoff_t index;
 215         unsigned offset, bv_offs;
 216         int len, ret;
 217
 218         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
 219         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 220         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 221         bv_offs = bvec->bv_offset;
 222         len = bvec->bv_len;
 223         while (len > 0) {
 224                 sector_t IV;
 225                 unsigned size, copied;
 226                 int transfer_result;
 227                 struct page *page;
 228                 void *fsdata;
 229
 230                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
 231                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 232                 if (size > len)
 233                         size = len;
 234
 235                 ret = pagecache_write_begin(file, mapping, pos, size, 0,
 236                                                         &page, &fsdata);
 237                 if (ret)
 238                         goto fail;
 239
 240                 file_update_time(file);
 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                 bool barrier = bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER);
 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, 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, 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         bio_list_add(&lo->lo_bio_list, bio);
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Grab first pending buffer
 519  */
 520 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 521 {
 522         return bio_list_pop(&lo->lo_bio_list);
 523 }
 524
 525 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 526 {
 527         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 528         int rw = bio_rw(old_bio);
 529
 530         if (rw == READA)
 531                 rw = READ;
 532
 533         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 534
 535         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 536         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 537                 goto out;
 538         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 539                 goto out;
 540         loop_add_bio(lo, old_bio);
 541         wake_up(&lo->lo_event);
 542         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 543         return 0;
 544
 545 out:
 546         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 547         bio_io_error(old_bio);
 548         return 0;
 549 }
 550
 551 /*
 552  * kick off io on the underlying address space
 553  */
 554 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
 555 {
 556         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 557
 558         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
 559         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
 560 }
 561
 562 struct switch_request {
 563         struct file *file;
 564         struct completion wait;
 565 };
 566
 567 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 568
 569 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 570 {
 571         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 572                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 573                 bio_put(bio);
 574         } else {
 575                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 576                 bio_endio(bio, ret);
 577         }
 578 }
 579
 580 /*
 581  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 582  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 583  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 584  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 585  *
 586  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 587  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 588  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 589  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 590  * done with the loop.
 591  */
 592 static int loop_thread(void *data)
 593 {
 594         struct loop_device *lo = data;
 595         struct bio *bio;
 596
 597         set_user_nice(current, -20);
 598
 599         while (!kthread_should_stop() || !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list)) {
 600
 601                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 602                                 !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list) ||
 603                                 kthread_should_stop());
 604
 605                 if (bio_list_empty(&lo->lo_bio_list))
 606                         continue;
 607                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 608                 bio = loop_get_bio(lo);
 609                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 610
 611                 BUG_ON(!bio);
 612                 loop_handle_bio(lo, bio);
 613         }
 614
 615         return 0;
 616 }
 617
 618 /*
 619  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 620  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 621  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 622  */
 623 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 624 {
 625         struct switch_request w;
 626         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
 627         if (!bio)
 628                 return -ENOMEM;
 629         init_completion(&w.wait);
 630         w.file = file;
 631         bio->bi_private = &w;
 632         bio->bi_bdev = NULL;
 633         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 634         wait_for_completion(&w.wait);
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 640  */
 641 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 642 {
 643         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
 644         if (!lo->lo_thread)
 645                 return 0;
 646
 647         return loop_switch(lo, NULL);
 648 }
 649
 650 /*
 651  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 652  */
 653 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 654 {
 655         struct file *file = p->file;
 656         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 657         struct address_space *mapping;
 658
 659         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 660         if (!file)
 661                 goto out;
 662
 663         mapping = file->f_mapping;
 664         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 665         lo->lo_backing_file = file;
 666         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 667                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 668         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 669         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 670 out:
 671         complete(&p->wait);
 672 }
 673
 674
 675 /*
 676  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 677  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 678  * the original file and in High Availability environments to switch to
 679  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 680  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 681  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 682  */
 683 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 684                           unsigned int arg)
 685 {
 686         struct file     *file, *old_file;
 687         struct inode    *inode;
 688         int             error;
 689
 690         error = -ENXIO;
 691         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 692                 goto out;
 693
 694         /* the loop device has to be read-only */
 695         error = -EINVAL;
 696         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 697                 goto out;
 698
 699         error = -EBADF;
 700         file = fget(arg);
 701         if (!file)
 702                 goto out;
 703
 704         inode = file->f_mapping->host;
 705         old_file = lo->lo_backing_file;
 706
 707         error = -EINVAL;
 708
 709         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 710                 goto out_putf;
 711
 712         /* size of the new backing store needs to be the same */
 713         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 714                 goto out_putf;
 715
 716         /* and ... switch */
 717         error = loop_switch(lo, file);
 718         if (error)
 719                 goto out_putf;
 720
 721         fput(old_file);
 722         if (max_part > 0)
 723                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 724         return 0;
 725
 726  out_putf:
 727         fput(file);
 728  out:
 729         return error;
 730 }
 731
 732 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 733 {
 734         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 735
 736         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 737 }
 738
 739 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 740                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 741 {
 742         struct file     *file, *f;
 743         struct inode    *inode;
 744         struct address_space *mapping;
 745         unsigned lo_blocksize;
 746         int             lo_flags = 0;
 747         int             error;
 748         loff_t          size;
 749
 750         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 751         __module_get(THIS_MODULE);
 752
 753         error = -EBADF;
 754         file = fget(arg);
 755         if (!file)
 756                 goto out;
 757
 758         error = -EBUSY;
 759         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 760                 goto out_putf;
 761
 762         /* Avoid recursion */
 763         f = file;
 764         while (is_loop_device(f)) {
 765                 struct loop_device *l;
 766
 767                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 768                         goto out_putf;
 769
 770                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 771                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 772                         error = -EINVAL;
 773                         goto out_putf;
 774                 }
 775                 f = l->lo_backing_file;
 776         }
 777
 778         mapping = file->f_mapping;
 779         inode = mapping->host;
 780
 781         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 782                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 783
 784         error = -EINVAL;
 785         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 786                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 787
 788                 if (aops->write_begin)
 789                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 790                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 791                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 792
 793                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 794                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 795
 796                 error = 0;
 797         } else {
 798                 goto out_putf;
 799         }
 800
 801         size = get_loop_size(lo, file);
 802
 803         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 804                 error = -EFBIG;
 805                 goto out_putf;
 806         }
 807
 808         if (!(mode & FMODE_WRITE))
 809                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 810
 811         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 812
 813         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 814         lo->lo_device = bdev;
 815         lo->lo_flags = lo_flags;
 816         lo->lo_backing_file = file;
 817         lo->transfer = transfer_none;
 818         lo->ioctl = NULL;
 819         lo->lo_sizelimit = 0;
 820         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 821         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 822
 823         bio_list_init(&lo->lo_bio_list);
 824
 825         /*
 826          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 827          * device
 828          */
 829         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 830         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 831         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
 832
 833         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 834                 blk_queue_ordered(lo->lo_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN, NULL);
 835
 836         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 837         bd_set_size(bdev, size << 9);
 838         /* let user-space know about the new size */
 839         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 840
 841         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 842
 843         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 844                                                 lo->lo_number);
 845         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 846                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 847                 goto out_clr;
 848         }
 849         lo->lo_state = Lo_bound;
 850         wake_up_process(lo->lo_thread);
 851         if (max_part > 0)
 852                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 853         return 0;
 854
 855 out_clr:
 856         lo->lo_thread = NULL;
 857         lo->lo_device = NULL;
 858         lo->lo_backing_file = NULL;
 859         lo->lo_flags = 0;
 860         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 861         invalidate_bdev(bdev);
 862         bd_set_size(bdev, 0);
 863         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 864         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 865         lo->lo_state = Lo_unbound;
 866  out_putf:
 867         fput(file);
 868  out:
 869         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 870         module_put(THIS_MODULE);
 871         return error;
 872 }
 873
 874 static int
 875 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 876 {
 877         int err = 0;
 878         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 879
 880         if (xfer) {
 881                 if (xfer->release)
 882                         err = xfer->release(lo);
 883                 lo->transfer = NULL;
 884                 lo->lo_encryption = NULL;
 885                 module_put(xfer->owner);
 886         }
 887         return err;
 888 }
 889
 890 static int
 891 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 892                const struct loop_info64 *i)
 893 {
 894         int err = 0;
 895
 896         if (xfer) {
 897                 struct module *owner = xfer->owner;
 898
 899                 if (!try_module_get(owner))
 900                         return -EINVAL;
 901                 if (xfer->init)
 902                         err = xfer->init(lo, i);
 903                 if (err)
 904                         module_put(owner);
 905                 else
 906                         lo->lo_encryption = xfer;
 907         }
 908         return err;
 909 }
 910
 911 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 912 {
 913         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 914         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 915
 916         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 917                 return -ENXIO;
 918
 919         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 920                 return -EBUSY;
 921
 922         if (filp == NULL)
 923                 return -EINVAL;
 924
 925         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 926         lo->lo_state = Lo_rundown;
 927         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 928
 929         kthread_stop(lo->lo_thread);
 930
 931         lo->lo_queue->unplug_fn = NULL;
 932         lo->lo_backing_file = NULL;
 933
 934         loop_release_xfer(lo);
 935         lo->transfer = NULL;
 936         lo->ioctl = NULL;
 937         lo->lo_device = NULL;
 938         lo->lo_encryption = NULL;
 939         lo->lo_offset = 0;
 940         lo->lo_sizelimit = 0;
 941         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 942         lo->lo_flags = 0;
 943         lo->lo_thread = NULL;
 944         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 945         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 946         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 947         if (bdev)
 948                 invalidate_bdev(bdev);
 949         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 950         if (bdev) {
 951                 bd_set_size(bdev, 0);
 952                 /* let user-space know about this change */
 953                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 954         }
 955         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 956         lo->lo_state = Lo_unbound;
 957         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 958         module_put(THIS_MODULE);
 959         if (max_part > 0 && bdev)
 960                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 961         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
 962         /*
 963          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
 964          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
 965          * lock dependency possibility warning as fput can take
 966          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
 967          */
 968         fput(filp);
 969         return 0;
 970 }
 971
 972 static int
 973 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 974 {
 975         int err;
 976         struct loop_func_table *xfer;
 977         uid_t uid = current_uid();
 978
 979         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
 980             lo->lo_key_owner != uid &&
 981             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 982                 return -EPERM;
 983         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 984                 return -ENXIO;
 985         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
 986                 return -EINVAL;
 987
 988         err = loop_release_xfer(lo);
 989         if (err)
 990                 return err;
 991
 992         if (info->lo_encrypt_type) {
 993                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
 994
 995                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
 996                         return -EINVAL;
 997                 xfer = xfer_funcs[type];
 998                 if (xfer == NULL)
 999                         return -EINVAL;
1000         } else
1001                 xfer = NULL;
1002
1003         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1004         if (err)
1005                 return err;
1006
1007         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1008             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1009                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1010                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1011                 if (figure_loop_size(lo))
1012                         return -EFBIG;
1013         }
1014
1015         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1016         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1017         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1018         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1019
1020         if (!xfer)
1021                 xfer = &none_funcs;
1022         lo->transfer = xfer->transfer;
1023         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1024
1025         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1026              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1027                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1028
1029         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1030         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1031         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1032         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1033                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1034                        info->lo_encrypt_key_size);
1035                 lo->lo_key_owner = uid;
1036         }
1037
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 static int
1042 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1043 {
1044         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1045         struct kstat stat;
1046         int error;
1047
1048         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1049                 return -ENXIO;
1050         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1051         if (error)
1052                 return error;
1053         memset(info, 0, sizeof(*info));
1054         info->lo_number = lo->lo_number;
1055         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1056         info->lo_inode = stat.ino;
1057         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1058         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1059         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1060         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1061         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1062         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1063         info->lo_encrypt_type =
1064                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1065         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1066                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1067                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1068                        lo->lo_encrypt_key_size);
1069         }
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 static void
1074 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1075 {
1076         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1077         info64->lo_number = info->lo_number;
1078         info64->lo_device = info->lo_device;
1079         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1080         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1081         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1082         info64->lo_sizelimit = 0;
1083         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1084         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1085         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1086         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1087         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1088         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1089                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1090         else
1091                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1092         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1093 }
1094
1095 static int
1096 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1097 {
1098         memset(info, 0, sizeof(*info));
1099         info->lo_number = info64->lo_number;
1100         info->lo_device = info64->lo_device;
1101         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1102         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1103         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1104         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1105         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1106         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1107         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1108         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1109         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1110                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1111         else
1112                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1113         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1114
1115         /* error in case values were truncated */
1116         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1117             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1118             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1119             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1120                 return -EOVERFLOW;
1121
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static int
1126 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1127 {
1128         struct loop_info info;
1129         struct loop_info64 info64;
1130
1131         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1132                 return -EFAULT;
1133         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1134         return loop_set_status(lo, &info64);
1135 }
1136
1137 static int
1138 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1139 {
1140         struct loop_info64 info64;
1141
1142         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1143                 return -EFAULT;
1144         return loop_set_status(lo, &info64);
1145 }
1146
1147 static int
1148 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1149         struct loop_info info;
1150         struct loop_info64 info64;
1151         int err = 0;
1152
1153         if (!arg)
1154                 err = -EINVAL;
1155         if (!err)
1156                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1157         if (!err)
1158                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1159         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1160                 err = -EFAULT;
1161
1162         return err;
1163 }
1164
1165 static int
1166 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1167         struct loop_info64 info64;
1168         int err = 0;
1169
1170         if (!arg)
1171                 err = -EINVAL;
1172         if (!err)
1173                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1174         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1175                 err = -EFAULT;
1176
1177         return err;
1178 }
1179
1180 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1181 {
1182         int err;
1183         sector_t sec;
1184         loff_t sz;
1185
1186         err = -ENXIO;
1187         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1188                 goto out;
1189         err = figure_loop_size(lo);
1190         if (unlikely(err))
1191                 goto out;
1192         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1193         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1194         sz = sec;
1195         sz <<= 9;
1196         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1197         bd_set_size(bdev, sz);
1198         /* let user-space know about the new size */
1199         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1200         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1201
1202  out:
1203         return err;
1204 }
1205
1206 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1207         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1208 {
1209         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1210         int err;
1211
1212         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1213         switch (cmd) {
1214         case LOOP_SET_FD:
1215                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1216                 break;
1217         case LOOP_CHANGE_FD:
1218                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1219                 break;
1220         case LOOP_CLR_FD:
1221                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1222                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1223                 if (!err)
1224                         goto out_unlocked;
1225                 break;
1226         case LOOP_SET_STATUS:
1227                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1228                 break;
1229         case LOOP_GET_STATUS:
1230                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1231                 break;
1232         case LOOP_SET_STATUS64:
1233                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1234                 break;
1235         case LOOP_GET_STATUS64:
1236                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1237                 break;
1238         case LOOP_SET_CAPACITY:
1239                 err = -EPERM;
1240                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1241                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1242                 break;
1243         default:
1244                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1245         }
1246         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1247
1248 out_unlocked:
1249         return err;
1250 }
1251
1252 #ifdef CONFIG_COMPAT
1253 struct compat_loop_info {
1254         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1255         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1256         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1257         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1258         compat_int_t    lo_offset;
1259         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1260         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1261         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1262         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1263         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1264         compat_ulong_t  lo_init[2];
1265         char            reserved[4];
1266 };
1267
1268 /*
1269  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1270  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1271  */
1272 static noinline int
1273 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1274                         struct loop_info64 *info64)
1275 {
1276         struct compat_loop_info info;
1277
1278         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1279                 return -EFAULT;
1280
1281         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1282         info64->lo_number = info.lo_number;
1283         info64->lo_device = info.lo_device;
1284         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1285         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1286         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1287         info64->lo_sizelimit = 0;
1288         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1289         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1290         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1291         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1292         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1293         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1294                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1295         else
1296                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1297         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1303  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1304  */
1305 static noinline int
1306 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1307                       struct compat_loop_info __user *arg)
1308 {
1309         struct compat_loop_info info;
1310
1311         memset(&info, 0, sizeof(info));
1312         info.lo_number = info64->lo_number;
1313         info.lo_device = info64->lo_device;
1314         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1315         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1316         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1317         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1318         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1319         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1320         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1321         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1322         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1323                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1324         else
1325                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1326         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1327
1328         /* error in case values were truncated */
1329         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1330             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1331             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1332             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1333             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1334             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1335                 return -EOVERFLOW;
1336
1337         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1338                 return -EFAULT;
1339         return 0;
1340 }
1341
1342 static int
1343 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1344                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1345 {
1346         struct loop_info64 info64;
1347         int ret;
1348
1349         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1350         if (ret < 0)
1351                 return ret;
1352         return loop_set_status(lo, &info64);
1353 }
1354
1355 static int
1356 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1357                        struct compat_loop_info __user *arg)
1358 {
1359         struct loop_info64 info64;
1360         int err = 0;
1361
1362         if (!arg)
1363                 err = -EINVAL;
1364         if (!err)
1365                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1366         if (!err)
1367                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1368         return err;
1369 }
1370
1371 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1372                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1373 {
1374         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1375         int err;
1376
1377         switch(cmd) {
1378         case LOOP_SET_STATUS:
1379                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1380                 err = loop_set_status_compat(
1381                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1382                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1383                 break;
1384         case LOOP_GET_STATUS:
1385                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1386                 err = loop_get_status_compat(
1387                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1388                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1389                 break;
1390         case LOOP_SET_CAPACITY:
1391         case LOOP_CLR_FD:
1392         case LOOP_GET_STATUS64:
1393         case LOOP_SET_STATUS64:
1394                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1395         case LOOP_SET_FD:
1396         case LOOP_CHANGE_FD:
1397                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1398                 break;
1399         default:
1400                 err = -ENOIOCTLCMD;
1401                 break;
1402         }
1403         return err;
1404 }
1405 #endif
1406
1407 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1408 {
1409         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1410
1411         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1412         lo->lo_refcnt++;
1413         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1414
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1419 {
1420         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1421         int err;
1422
1423         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1424
1425         if (--lo->lo_refcnt)
1426                 goto out;
1427
1428         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1429                 /*
1430                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1431                  * and remove configuration after last close.
1432                  */
1433                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1434                 if (!err)
1435                         goto out_unlocked;
1436         } else {
1437                 /*
1438                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1439                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1440                  */
1441                 loop_flush(lo);
1442         }
1443
1444 out:
1445         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1446 out_unlocked:
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1451         .owner =        THIS_MODULE,
1452         .open =         lo_open,
1453         .release =      lo_release,
1454         .ioctl =        lo_ioctl,
1455 #ifdef CONFIG_COMPAT
1456         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1457 #endif
1458 };
1459
1460 /*
1461  * And now the modules code and kernel interface.
1462  */
1463 static int max_loop;
1464 module_param(max_loop, int, 0);
1465 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1466 module_param(max_part, int, 0);
1467 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1468 MODULE_LICENSE("GPL");
1469 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1470
1471 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1472 {
1473         unsigned int n = funcs->number;
1474
1475         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1476                 return -EINVAL;
1477         xfer_funcs[n] = funcs;
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 int loop_unregister_transfer(int number)
1482 {
1483         unsigned int n = number;
1484         struct loop_device *lo;
1485         struct loop_func_table *xfer;
1486
1487         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1488                 return -EINVAL;
1489
1490         xfer_funcs[n] = NULL;
1491
1492         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1493                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1494
1495                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1496                         loop_release_xfer(lo);
1497
1498                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1499         }
1500
1501         return 0;
1502 }
1503
1504 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1505 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1506
1507 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1508 {
1509         struct loop_device *lo;
1510         struct gendisk *disk;
1511
1512         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1513         if (!lo)
1514                 goto out;
1515
1516         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1517         if (!lo->lo_queue)
1518                 goto out_free_dev;
1519
1520         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1521         if (!disk)
1522                 goto out_free_queue;
1523
1524         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1525         lo->lo_number           = i;
1526         lo->lo_thread           = NULL;
1527         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1528         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1529         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1530         disk->first_minor       = i << part_shift;
1531         disk->fops              = &lo_fops;
1532         disk->private_data      = lo;
1533         disk->queue             = lo->lo_queue;
1534         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1535         return lo;
1536
1537 out_free_queue:
1538         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1539 out_free_dev:
1540         kfree(lo);
1541 out:
1542         return NULL;
1543 }
1544
1545 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1546 {
1547         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1548         put_disk(lo->lo_disk);
1549         list_del(&lo->lo_list);
1550         kfree(lo);
1551 }
1552
1553 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1554 {
1555         struct loop_device *lo;
1556
1557         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1558                 if (lo->lo_number == i)
1559                         return lo;
1560         }
1561
1562         lo = loop_alloc(i);
1563         if (lo) {
1564                 add_disk(lo->lo_disk);
1565                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1566         }
1567         return lo;
1568 }
1569
1570 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1571 {
1572         del_gendisk(lo->lo_disk);
1573         loop_free(lo);
1574 }
1575
1576 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1577 {
1578         struct loop_device *lo;
1579         struct kobject *kobj;
1580
1581         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1582         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1583         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1584         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1585
1586         *part = 0;
1587         return kobj;
1588 }
1589
1590 static int __init loop_init(void)
1591 {
1592         int i, nr;
1593         unsigned long range;
1594         struct loop_device *lo, *next;
1595
1596         /*
1597          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1598          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1599          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1600          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1601          * tool, we do the following:
1602          *
1603          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1604          *     also becomes a hard limit.
1605          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1606          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1607          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1608          *     device on-demand.
1609          */
1610
1611         part_shift = 0;
1612         if (max_part > 0)
1613                 part_shift = fls(max_part);
1614
1615         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1616                 return -EINVAL;
1617
1618         if (max_loop) {
1619                 nr = max_loop;
1620                 range = max_loop;
1621         } else {
1622                 nr = 8;
1623                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1624         }
1625
1626         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1627                 return -EIO;
1628
1629         for (i = 0; i < nr; i++) {
1630                 lo = loop_alloc(i);
1631                 if (!lo)
1632                         goto Enomem;
1633                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1634         }
1635
1636         /* point of no return */
1637
1638         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1639                 add_disk(lo->lo_disk);
1640
1641         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1642                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1643
1644         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1645         return 0;
1646
1647 Enomem:
1648         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1649
1650         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1651                 loop_free(lo);
1652
1653         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1654         return -ENOMEM;
1655 }
1656
1657 static void __exit loop_exit(void)
1658 {
1659         unsigned long range;
1660         struct loop_device *lo, *next;
1661
1662         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1663
1664         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1665                 loop_del_one(lo);
1666
1667         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1668         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1669 }
1670
1671 module_init(loop_init);
1672 module_exit(loop_exit);
1673
1674 #ifndef MODULE
1675 static int __init max_loop_setup(char *str)
1676 {
1677         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1678         return 1;
1679 }
1680
1681 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1682 #endif