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 prepare_write and/or commit_write are not available on the
  44  * backing filesystem.
  45  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  46  *
  47  * Still To Fix:
  48  * - Advisory locking is ignored here.
  49  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  50  *
  51  */
  52
  53 #include <linux/module.h>
  54 #include <linux/moduleparam.h>
  55 #include <linux/sched.h>
  56 #include <linux/fs.h>
  57 #include <linux/file.h>
  58 #include <linux/stat.h>
  59 #include <linux/errno.h>
  60 #include <linux/major.h>
  61 #include <linux/wait.h>
  62 #include <linux/blkdev.h>
  63 #include <linux/blkpg.h>
  64 #include <linux/init.h>
  65 #include <linux/smp_lock.h>
  66 #include <linux/swap.h>
  67 #include <linux/slab.h>
  68 #include <linux/loop.h>
  69 #include <linux/compat.h>
  70 #include <linux/suspend.h>
  71 #include <linux/freezer.h>
  72 #include <linux/writeback.h>
  73 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
  74 #include <linux/completion.h>
  75 #include <linux/highmem.h>
  76 #include <linux/gfp.h>
  77 #include <linux/kthread.h>
  78 #include <linux/splice.h>
  79
  80 #include <asm/uaccess.h>
  81
  82 static LIST_HEAD(loop_devices);
  83 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
  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                 int bsize, 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                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
 241                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
 242                 copied = size;
 243                 if (unlikely(transfer_result))
 244                         copied = 0;
 245
 246                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
 247                                                         page, fsdata);
 248                 if (ret < 0 || ret != copied)
 249                         goto fail;
 250
 251                 if (unlikely(transfer_result))
 252                         goto fail;
 253
 254                 bv_offs += copied;
 255                 len -= copied;
 256                 offset = 0;
 257                 index++;
 258                 pos += copied;
 259         }
 260         ret = 0;
 261 out:
 262         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
 263         return ret;
 264 fail:
 265         ret = -1;
 266         goto out;
 267 }
 268
 269 /**
 270  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 271  *
 272  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
 273  * and do_lo_send_write().
 274  */
 275 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
 276                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
 277 {
 278         ssize_t bw;
 279         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 280
 281         set_fs(get_ds());
 282         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
 283         set_fs(old_fs);
 284         if (likely(bw == len))
 285                 return 0;
 286         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 287                         (unsigned long long)pos, len);
 288         if (bw >= 0)
 289                 bw = -EIO;
 290         return bw;
 291 }
 292
 293 /**
 294  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
 295  *
 296  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
 297  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
 298  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
 299  * filesystems.
 300  */
 301 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
 302                 struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 303 {
 304         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 305                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
 306                         bvec->bv_len, pos);
 307         kunmap(bvec->bv_page);
 308         cond_resched();
 309         return bw;
 310 }
 311
 312 /**
 313  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 314  *
 315  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
 316  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
 317  * uses the write file operation which should be present on all writeable
 318  * filesystems.
 319  *
 320  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
 321  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
 322  * the transformations in place as we do not have direct access to the
 323  * destination pages of the backing file.
 324  */
 325 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 326                 int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 327 {
 328         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
 329                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
 330         if (likely(!ret))
 331                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 332                                 page_address(page), bvec->bv_len,
 333                                 pos);
 334         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
 335                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
 336         if (ret > 0)
 337                 ret = -EIO;
 338         return ret;
 339 }
 340
 341 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize,
 342                 loff_t pos)
 343 {
 344         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, int, 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, bsize, 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         size_t size;
 395         int 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         if (bio_rw(bio) == WRITE)
 478                 ret = lo_send(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 479         else
 480                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 481         return ret;
 482 }
 483
 484 /*
 485  * Add bio to back of pending list
 486  */
 487 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 488 {
 489         if (lo->lo_biotail) {
 490                 lo->lo_biotail->bi_next = bio;
 491                 lo->lo_biotail = bio;
 492         } else
 493                 lo->lo_bio = lo->lo_biotail = bio;
 494 }
 495
 496 /*
 497  * Grab first pending buffer
 498  */
 499 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 500 {
 501         struct bio *bio;
 502
 503         if ((bio = lo->lo_bio)) {
 504                 if (bio == lo->lo_biotail)
 505                         lo->lo_biotail = NULL;
 506                 lo->lo_bio = bio->bi_next;
 507                 bio->bi_next = NULL;
 508         }
 509
 510         return bio;
 511 }
 512
 513 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 514 {
 515         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 516         int rw = bio_rw(old_bio);
 517
 518         if (rw == READA)
 519                 rw = READ;
 520
 521         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 522
 523         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 524         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 525                 goto out;
 526         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 527                 goto out;
 528         loop_add_bio(lo, old_bio);
 529         wake_up(&lo->lo_event);
 530         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 531         return 0;
 532
 533 out:
 534         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 535         bio_io_error(old_bio);
 536         return 0;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * kick off io on the underlying address space
 541  */
 542 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
 543 {
 544         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 545
 546         clear_bit(QUEUE_FLAG_PLUGGED, &q->queue_flags);
 547         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
 548 }
 549
 550 struct switch_request {
 551         struct file *file;
 552         struct completion wait;
 553 };
 554
 555 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 556
 557 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 558 {
 559         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 560                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 561                 bio_put(bio);
 562         } else {
 563                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 564                 bio_endio(bio, ret);
 565         }
 566 }
 567
 568 /*
 569  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 570  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 571  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 572  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 573  *
 574  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 575  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 576  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 577  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 578  * done with the loop.
 579  */
 580 static int loop_thread(void *data)
 581 {
 582         struct loop_device *lo = data;
 583         struct bio *bio;
 584
 585         set_user_nice(current, -20);
 586
 587         while (!kthread_should_stop() || lo->lo_bio) {
 588
 589                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 590                                 lo->lo_bio || kthread_should_stop());
 591
 592                 if (!lo->lo_bio)
 593                         continue;
 594                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 595                 bio = loop_get_bio(lo);
 596                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 597
 598                 BUG_ON(!bio);
 599                 loop_handle_bio(lo, bio);
 600         }
 601
 602         return 0;
 603 }
 604
 605 /*
 606  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 607  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 608  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 609  */
 610 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 611 {
 612         struct switch_request w;
 613         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
 614         if (!bio)
 615                 return -ENOMEM;
 616         init_completion(&w.wait);
 617         w.file = file;
 618         bio->bi_private = &w;
 619         bio->bi_bdev = NULL;
 620         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 621         wait_for_completion(&w.wait);
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 627  */
 628 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 629 {
 630         struct file *file = p->file;
 631         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 632         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 633
 634         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 635         lo->lo_backing_file = file;
 636         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 637                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 638         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 639         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 640         complete(&p->wait);
 641 }
 642
 643
 644 /*
 645  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 646  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 647  * the original file and in High Availability environments to switch to
 648  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 649  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 650  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 651  */
 652 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file,
 653                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 654 {
 655         struct file     *file, *old_file;
 656         struct inode    *inode;
 657         int             error;
 658
 659         error = -ENXIO;
 660         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 661                 goto out;
 662
 663         /* the loop device has to be read-only */
 664         error = -EINVAL;
 665         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 666                 goto out;
 667
 668         error = -EBADF;
 669         file = fget(arg);
 670         if (!file)
 671                 goto out;
 672
 673         inode = file->f_mapping->host;
 674         old_file = lo->lo_backing_file;
 675
 676         error = -EINVAL;
 677
 678         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 679                 goto out_putf;
 680
 681         /* new backing store needs to support loop (eg splice_read) */
 682         if (!inode->i_fop->splice_read)
 683                 goto out_putf;
 684
 685         /* size of the new backing store needs to be the same */
 686         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 687                 goto out_putf;
 688
 689         /* and ... switch */
 690         error = loop_switch(lo, file);
 691         if (error)
 692                 goto out_putf;
 693
 694         fput(old_file);
 695         return 0;
 696
 697  out_putf:
 698         fput(file);
 699  out:
 700         return error;
 701 }
 702
 703 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 704 {
 705         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 706
 707         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 708 }
 709
 710 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file,
 711                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 712 {
 713         struct file     *file, *f;
 714         struct inode    *inode;
 715         struct address_space *mapping;
 716         unsigned lo_blocksize;
 717         int             lo_flags = 0;
 718         int             error;
 719         loff_t          size;
 720
 721         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 722         __module_get(THIS_MODULE);
 723
 724         error = -EBADF;
 725         file = fget(arg);
 726         if (!file)
 727                 goto out;
 728
 729         error = -EBUSY;
 730         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 731                 goto out_putf;
 732
 733         /* Avoid recursion */
 734         f = file;
 735         while (is_loop_device(f)) {
 736                 struct loop_device *l;
 737
 738                 if (f->f_mapping->host->i_rdev == lo_file->f_mapping->host->i_rdev)
 739                         goto out_putf;
 740
 741                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 742                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 743                         error = -EINVAL;
 744                         goto out_putf;
 745                 }
 746                 f = l->lo_backing_file;
 747         }
 748
 749         mapping = file->f_mapping;
 750         inode = mapping->host;
 751
 752         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 753                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 754
 755         error = -EINVAL;
 756         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 757                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 758                 /*
 759                  * If we can't read - sorry. If we only can't write - well,
 760                  * it's going to be read-only.
 761                  */
 762                 if (!file->f_op->splice_read)
 763                         goto out_putf;
 764                 if (aops->prepare_write || aops->write_begin)
 765                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 766                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 767                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 768
 769                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 770                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 771
 772                 error = 0;
 773         } else {
 774                 goto out_putf;
 775         }
 776
 777         size = get_loop_size(lo, file);
 778
 779         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 780                 error = -EFBIG;
 781                 goto out_putf;
 782         }
 783
 784         if (!(lo_file->f_mode & FMODE_WRITE))
 785                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 786
 787         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 788
 789         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 790         lo->lo_device = bdev;
 791         lo->lo_flags = lo_flags;
 792         lo->lo_backing_file = file;
 793         lo->transfer = transfer_none;
 794         lo->ioctl = NULL;
 795         lo->lo_sizelimit = 0;
 796         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 797         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 798
 799         lo->lo_bio = lo->lo_biotail = NULL;
 800
 801         /*
 802          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 803          * device
 804          */
 805         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 806         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 807         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
 808
 809         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 810         bd_set_size(bdev, size << 9);
 811
 812         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 813
 814         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 815                                                 lo->lo_number);
 816         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 817                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 818                 goto out_clr;
 819         }
 820         lo->lo_state = Lo_bound;
 821         wake_up_process(lo->lo_thread);
 822         return 0;
 823
 824 out_clr:
 825         lo->lo_thread = NULL;
 826         lo->lo_device = NULL;
 827         lo->lo_backing_file = NULL;
 828         lo->lo_flags = 0;
 829         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 830         invalidate_bdev(bdev);
 831         bd_set_size(bdev, 0);
 832         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 833         lo->lo_state = Lo_unbound;
 834  out_putf:
 835         fput(file);
 836  out:
 837         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 838         module_put(THIS_MODULE);
 839         return error;
 840 }
 841
 842 static int
 843 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 844 {
 845         int err = 0;
 846         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 847
 848         if (xfer) {
 849                 if (xfer->release)
 850                         err = xfer->release(lo);
 851                 lo->transfer = NULL;
 852                 lo->lo_encryption = NULL;
 853                 module_put(xfer->owner);
 854         }
 855         return err;
 856 }
 857
 858 static int
 859 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 860                const struct loop_info64 *i)
 861 {
 862         int err = 0;
 863
 864         if (xfer) {
 865                 struct module *owner = xfer->owner;
 866
 867                 if (!try_module_get(owner))
 868                         return -EINVAL;
 869                 if (xfer->init)
 870                         err = xfer->init(lo, i);
 871                 if (err)
 872                         module_put(owner);
 873                 else
 874                         lo->lo_encryption = xfer;
 875         }
 876         return err;
 877 }
 878
 879 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 880 {
 881         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 882         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 883
 884         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 885                 return -ENXIO;
 886
 887         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 888                 return -EBUSY;
 889
 890         if (filp == NULL)
 891                 return -EINVAL;
 892
 893         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 894         lo->lo_state = Lo_rundown;
 895         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 896
 897         kthread_stop(lo->lo_thread);
 898
 899         lo->lo_backing_file = NULL;
 900
 901         loop_release_xfer(lo);
 902         lo->transfer = NULL;
 903         lo->ioctl = NULL;
 904         lo->lo_device = NULL;
 905         lo->lo_encryption = NULL;
 906         lo->lo_offset = 0;
 907         lo->lo_sizelimit = 0;
 908         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 909         lo->lo_flags = 0;
 910         lo->lo_thread = NULL;
 911         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 912         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 913         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 914         invalidate_bdev(bdev);
 915         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 916         bd_set_size(bdev, 0);
 917         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 918         lo->lo_state = Lo_unbound;
 919         fput(filp);
 920         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 921         module_put(THIS_MODULE);
 922         return 0;
 923 }
 924
 925 static int
 926 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 927 {
 928         int err;
 929         struct loop_func_table *xfer;
 930
 931         if (lo->lo_encrypt_key_size && lo->lo_key_owner != current->uid &&
 932             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 933                 return -EPERM;
 934         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 935                 return -ENXIO;
 936         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
 937                 return -EINVAL;
 938
 939         err = loop_release_xfer(lo);
 940         if (err)
 941                 return err;
 942
 943         if (info->lo_encrypt_type) {
 944                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
 945
 946                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
 947                         return -EINVAL;
 948                 xfer = xfer_funcs[type];
 949                 if (xfer == NULL)
 950                         return -EINVAL;
 951         } else
 952                 xfer = NULL;
 953
 954         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
 955         if (err)
 956                 return err;
 957
 958         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
 959             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
 960                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
 961                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
 962                 if (figure_loop_size(lo))
 963                         return -EFBIG;
 964         }
 965
 966         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
 967         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
 968         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
 969         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
 970
 971         if (!xfer)
 972                 xfer = &none_funcs;
 973         lo->transfer = xfer->transfer;
 974         lo->ioctl = xfer->ioctl;
 975
 976         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
 977              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
 978                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
 979
 980         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
 981         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
 982         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
 983         if (info->lo_encrypt_key_size) {
 984                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
 985                        info->lo_encrypt_key_size);
 986                 lo->lo_key_owner = current->uid;
 987         }
 988
 989         return 0;
 990 }
 991
 992 static int
 993 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
 994 {
 995         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 996         struct kstat stat;
 997         int error;
 998
 999         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1000                 return -ENXIO;
1001         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1002         if (error)
1003                 return error;
1004         memset(info, 0, sizeof(*info));
1005         info->lo_number = lo->lo_number;
1006         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1007         info->lo_inode = stat.ino;
1008         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1009         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1010         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1011         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1012         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1013         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1014         info->lo_encrypt_type =
1015                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1016         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1017                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1018                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1019                        lo->lo_encrypt_key_size);
1020         }
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 static void
1025 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1026 {
1027         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1028         info64->lo_number = info->lo_number;
1029         info64->lo_device = info->lo_device;
1030         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1031         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1032         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1033         info64->lo_sizelimit = 0;
1034         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1035         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1036         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1037         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1038         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1039         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1040                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1041         else
1042                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1043         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1044 }
1045
1046 static int
1047 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1048 {
1049         memset(info, 0, sizeof(*info));
1050         info->lo_number = info64->lo_number;
1051         info->lo_device = info64->lo_device;
1052         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1053         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1054         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1055         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1056         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1057         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1058         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1059         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1060         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1061                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1062         else
1063                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1064         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1065
1066         /* error in case values were truncated */
1067         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1068             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1069             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1070             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1071                 return -EOVERFLOW;
1072
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static int
1077 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1078 {
1079         struct loop_info info;
1080         struct loop_info64 info64;
1081
1082         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1083                 return -EFAULT;
1084         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1085         return loop_set_status(lo, &info64);
1086 }
1087
1088 static int
1089 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1090 {
1091         struct loop_info64 info64;
1092
1093         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1094                 return -EFAULT;
1095         return loop_set_status(lo, &info64);
1096 }
1097
1098 static int
1099 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1100         struct loop_info info;
1101         struct loop_info64 info64;
1102         int err = 0;
1103
1104         if (!arg)
1105                 err = -EINVAL;
1106         if (!err)
1107                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1108         if (!err)
1109                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1110         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1111                 err = -EFAULT;
1112
1113         return err;
1114 }
1115
1116 static int
1117 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1118         struct loop_info64 info64;
1119         int err = 0;
1120
1121         if (!arg)
1122                 err = -EINVAL;
1123         if (!err)
1124                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1125         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1126                 err = -EFAULT;
1127
1128         return err;
1129 }
1130
1131 static int lo_ioctl(struct inode * inode, struct file * file,
1132         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1133 {
1134         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1135         int err;
1136
1137         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1138         switch (cmd) {
1139         case LOOP_SET_FD:
1140                 err = loop_set_fd(lo, file, inode->i_bdev, arg);
1141                 break;
1142         case LOOP_CHANGE_FD:
1143                 err = loop_change_fd(lo, file, inode->i_bdev, arg);
1144                 break;
1145         case LOOP_CLR_FD:
1146                 err = loop_clr_fd(lo, inode->i_bdev);
1147                 break;
1148         case LOOP_SET_STATUS:
1149                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1150                 break;
1151         case LOOP_GET_STATUS:
1152                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1153                 break;
1154         case LOOP_SET_STATUS64:
1155                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1156                 break;
1157         case LOOP_GET_STATUS64:
1158                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1159                 break;
1160         default:
1161                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1162         }
1163         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1164         return err;
1165 }
1166
1167 #ifdef CONFIG_COMPAT
1168 struct compat_loop_info {
1169         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1170         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1171         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1172         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1173         compat_int_t    lo_offset;
1174         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1175         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1176         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1177         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1178         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1179         compat_ulong_t  lo_init[2];
1180         char            reserved[4];
1181 };
1182
1183 /*
1184  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1185  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1186  */
1187 static noinline int
1188 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1189                         struct loop_info64 *info64)
1190 {
1191         struct compat_loop_info info;
1192
1193         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1194                 return -EFAULT;
1195
1196         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1197         info64->lo_number = info.lo_number;
1198         info64->lo_device = info.lo_device;
1199         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1200         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1201         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1202         info64->lo_sizelimit = 0;
1203         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1204         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1205         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1206         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1207         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1208         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1209                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1210         else
1211                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1212         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1218  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1219  */
1220 static noinline int
1221 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1222                       struct compat_loop_info __user *arg)
1223 {
1224         struct compat_loop_info info;
1225
1226         memset(&info, 0, sizeof(info));
1227         info.lo_number = info64->lo_number;
1228         info.lo_device = info64->lo_device;
1229         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1230         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1231         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1232         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1233         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1234         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1235         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1236         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1237         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1238                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1239         else
1240                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1241         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1242
1243         /* error in case values were truncated */
1244         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1245             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1246             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1247             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1248             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1249             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1250                 return -EOVERFLOW;
1251
1252         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1253                 return -EFAULT;
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 static int
1258 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1259                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1260 {
1261         struct loop_info64 info64;
1262         int ret;
1263
1264         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1265         if (ret < 0)
1266                 return ret;
1267         return loop_set_status(lo, &info64);
1268 }
1269
1270 static int
1271 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1272                        struct compat_loop_info __user *arg)
1273 {
1274         struct loop_info64 info64;
1275         int err = 0;
1276
1277         if (!arg)
1278                 err = -EINVAL;
1279         if (!err)
1280                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1281         if (!err)
1282                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1283         return err;
1284 }
1285
1286 static long lo_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1287 {
1288         struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
1289         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1290         int err;
1291
1292         switch(cmd) {
1293         case LOOP_SET_STATUS:
1294                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1295                 err = loop_set_status_compat(
1296                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1297                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1298                 break;
1299         case LOOP_GET_STATUS:
1300                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1301                 err = loop_get_status_compat(
1302                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1303                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1304                 break;
1305         case LOOP_CLR_FD:
1306         case LOOP_GET_STATUS64:
1307         case LOOP_SET_STATUS64:
1308                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1309         case LOOP_SET_FD:
1310         case LOOP_CHANGE_FD:
1311                 err = lo_ioctl(inode, file, cmd, arg);
1312                 break;
1313         default:
1314                 err = -ENOIOCTLCMD;
1315                 break;
1316         }
1317         return err;
1318 }
1319 #endif
1320
1321 static int lo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1322 {
1323         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1324
1325         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1326         lo->lo_refcnt++;
1327         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1328
1329         return 0;
1330 }
1331
1332 static int lo_release(struct inode *inode, struct file *file)
1333 {
1334         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1335
1336         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1337         --lo->lo_refcnt;
1338
1339         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) && !lo->lo_refcnt)
1340                 loop_clr_fd(lo, inode->i_bdev);
1341
1342         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1343
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 static struct block_device_operations lo_fops = {
1348         .owner =        THIS_MODULE,
1349         .open =         lo_open,
1350         .release =      lo_release,
1351         .ioctl =        lo_ioctl,
1352 #ifdef CONFIG_COMPAT
1353         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1354 #endif
1355 };
1356
1357 /*
1358  * And now the modules code and kernel interface.
1359  */
1360 static int max_loop;
1361 module_param(max_loop, int, 0);
1362 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1363 MODULE_LICENSE("GPL");
1364 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1365
1366 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1367 {
1368         unsigned int n = funcs->number;
1369
1370         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1371                 return -EINVAL;
1372         xfer_funcs[n] = funcs;
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 int loop_unregister_transfer(int number)
1377 {
1378         unsigned int n = number;
1379         struct loop_device *lo;
1380         struct loop_func_table *xfer;
1381
1382         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1383                 return -EINVAL;
1384
1385         xfer_funcs[n] = NULL;
1386
1387         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1388                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1389
1390                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1391                         loop_release_xfer(lo);
1392
1393                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1394         }
1395
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1400 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1401
1402 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1403 {
1404         struct loop_device *lo;
1405         struct gendisk *disk;
1406
1407         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1408         if (!lo)
1409                 goto out;
1410
1411         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1412         if (!lo->lo_queue)
1413                 goto out_free_dev;
1414
1415         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1);
1416         if (!disk)
1417                 goto out_free_queue;
1418
1419         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1420         lo->lo_number           = i;
1421         lo->lo_thread           = NULL;
1422         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1423         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1424         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1425         disk->first_minor       = i;
1426         disk->fops              = &lo_fops;
1427         disk->private_data      = lo;
1428         disk->queue             = lo->lo_queue;
1429         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1430         return lo;
1431
1432 out_free_queue:
1433         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1434 out_free_dev:
1435         kfree(lo);
1436 out:
1437         return NULL;
1438 }
1439
1440 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1441 {
1442         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1443         put_disk(lo->lo_disk);
1444         list_del(&lo->lo_list);
1445         kfree(lo);
1446 }
1447
1448 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1449 {
1450         struct loop_device *lo;
1451
1452         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1453                 if (lo->lo_number == i)
1454                         return lo;
1455         }
1456
1457         lo = loop_alloc(i);
1458         if (lo) {
1459                 add_disk(lo->lo_disk);
1460                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1461         }
1462         return lo;
1463 }
1464
1465 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1466 {
1467         del_gendisk(lo->lo_disk);
1468         loop_free(lo);
1469 }
1470
1471 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1472 {
1473         struct loop_device *lo;
1474         struct kobject *kobj;
1475
1476         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1477         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1478         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1479         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1480
1481         *part = 0;
1482         return kobj;
1483 }
1484
1485 static int __init loop_init(void)
1486 {
1487         int i, nr;
1488         unsigned long range;
1489         struct loop_device *lo, *next;
1490
1491         /*
1492          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1493          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1494          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1495          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1496          * tool, we do the following:
1497          *
1498          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1499          *     also becomes a hard limit.
1500          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1501          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1502          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1503          *     device on-demand.
1504          */
1505         if (max_loop > 1UL << MINORBITS)
1506                 return -EINVAL;
1507
1508         if (max_loop) {
1509                 nr = max_loop;
1510                 range = max_loop;
1511         } else {
1512                 nr = 8;
1513                 range = 1UL << MINORBITS;
1514         }
1515
1516         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1517                 return -EIO;
1518
1519         for (i = 0; i < nr; i++) {
1520                 lo = loop_alloc(i);
1521                 if (!lo)
1522                         goto Enomem;
1523                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1524         }
1525
1526         /* point of no return */
1527
1528         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1529                 add_disk(lo->lo_disk);
1530
1531         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1532                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1533
1534         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1535         return 0;
1536
1537 Enomem:
1538         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1539
1540         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1541                 loop_free(lo);
1542
1543         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1544         return -ENOMEM;
1545 }
1546
1547 static void __exit loop_exit(void)
1548 {
1549         unsigned long range;
1550         struct loop_device *lo, *next;
1551
1552         range = max_loop ? max_loop :  1UL << MINORBITS;
1553
1554         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1555                 loop_del_one(lo);
1556
1557         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1558         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1559 }
1560
1561 module_init(loop_init);
1562 module_exit(loop_exit);
1563
1564 #ifndef MODULE
1565 static int __init max_loop_setup(char *str)
1566 {
1567         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1568         return 1;
1569 }
1570
1571 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1572 #endif