git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - 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 prepare_write and commit_write.
 208  */
 209 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 210                 int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 211 {
 212         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
 213         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 214         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 215         pgoff_t index;
 216         unsigned offset, bv_offs;
 217         int len, ret;
 218
 219         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
 220         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 221         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 222         bv_offs = bvec->bv_offset;
 223         len = bvec->bv_len;
 224         while (len > 0) {
 225                 sector_t IV;
 226                 unsigned size;
 227                 int transfer_result;
 228
 229                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
 230                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 231                 if (size > len)
 232                         size = len;
 233                 page = grab_cache_page(mapping, index);
 234                 if (unlikely(!page))
 235                         goto fail;
 236                 ret = aops->prepare_write(file, page, offset,
 237                                           offset + size);
 238                 if (unlikely(ret)) {
 239                         if (ret == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
 240                                 page_cache_release(page);
 241                                 continue;
 242                         }
 243                         goto unlock;
 244                 }
 245                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
 246                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
 247                 if (unlikely(transfer_result)) {
 248                         /*
 249                          * The transfer failed, but we still write the data to
 250                          * keep prepare/commit calls balanced.
 251                          */
 252                         printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %llu\n",
 253                                (unsigned long long)index);
 254                         zero_user_page(page, offset, size, KM_USER0);
 255                 }
 256                 flush_dcache_page(page);
 257                 ret = aops->commit_write(file, page, offset,
 258                                          offset + size);
 259                 if (unlikely(ret)) {
 260                         if (ret == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
 261                                 page_cache_release(page);
 262                                 continue;
 263                         }
 264                         goto unlock;
 265                 }
 266                 if (unlikely(transfer_result))
 267                         goto unlock;
 268                 bv_offs += size;
 269                 len -= size;
 270                 offset = 0;
 271                 index++;
 272                 pos += size;
 273                 unlock_page(page);
 274                 page_cache_release(page);
 275         }
 276         ret = 0;
 277 out:
 278         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
 279         return ret;
 280 unlock:
 281         unlock_page(page);
 282         page_cache_release(page);
 283 fail:
 284         ret = -1;
 285         goto out;
 286 }
 287
 288 /**
 289  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 290  *
 291  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
 292  * and do_lo_send_write().
 293  */
 294 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
 295                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
 296 {
 297         ssize_t bw;
 298         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 299
 300         set_fs(get_ds());
 301         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
 302         set_fs(old_fs);
 303         if (likely(bw == len))
 304                 return 0;
 305         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 306                         (unsigned long long)pos, len);
 307         if (bw >= 0)
 308                 bw = -EIO;
 309         return bw;
 310 }
 311
 312 /**
 313  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
 314  *
 315  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
 316  * not implement the address space operations prepare_write and commit_write.
 317  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
 318  * filesystems.
 319  */
 320 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
 321                 struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 322 {
 323         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 324                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
 325                         bvec->bv_len, pos);
 326         kunmap(bvec->bv_page);
 327         cond_resched();
 328         return bw;
 329 }
 330
 331 /**
 332  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 333  *
 334  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
 335  * implement the address space operations prepare_write and commit_write.  It
 336  * uses the write file operation which should be present on all writeable
 337  * filesystems.
 338  *
 339  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
 340  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
 341  * the transformations in place as we do not have direct access to the
 342  * destination pages of the backing file.
 343  */
 344 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 345                 int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 346 {
 347         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
 348                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
 349         if (likely(!ret))
 350                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 351                                 page_address(page), bvec->bv_len,
 352                                 pos);
 353         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
 354                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
 355         if (ret > 0)
 356                 ret = -EIO;
 357         return ret;
 358 }
 359
 360 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize,
 361                 loff_t pos)
 362 {
 363         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, int, loff_t,
 364                         struct page *page);
 365         struct bio_vec *bvec;
 366         struct page *page = NULL;
 367         int i, ret = 0;
 368
 369         do_lo_send = do_lo_send_aops;
 370         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
 371                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
 372                 if (lo->transfer != transfer_none) {
 373                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
 374                         if (unlikely(!page))
 375                                 goto fail;
 376                         kmap(page);
 377                         do_lo_send = do_lo_send_write;
 378                 }
 379         }
 380         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 381                 ret = do_lo_send(lo, bvec, bsize, pos, page);
 382                 if (ret < 0)
 383                         break;
 384                 pos += bvec->bv_len;
 385         }
 386         if (page) {
 387                 kunmap(page);
 388                 __free_page(page);
 389         }
 390 out:
 391         return ret;
 392 fail:
 393         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
 394         ret = -ENOMEM;
 395         goto out;
 396 }
 397
 398 struct lo_read_data {
 399         struct loop_device *lo;
 400         struct page *page;
 401         unsigned offset;
 402         int bsize;
 403 };
 404
 405 static int
 406 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
 407                 struct splice_desc *sd)
 408 {
 409         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
 410         struct loop_device *lo = p->lo;
 411         struct page *page = buf->page;
 412         sector_t IV;
 413         size_t size;
 414         int ret;
 415
 416         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
 417         if (unlikely(ret))
 418                 return ret;
 419
 420         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
 421                                                         (buf->offset >> 9);
 422         size = sd->len;
 423         if (size > p->bsize)
 424                 size = p->bsize;
 425
 426         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
 427                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
 428                        page->index);
 429                 size = -EINVAL;
 430         }
 431
 432         flush_dcache_page(p->page);
 433
 434         if (size > 0)
 435                 p->offset += size;
 436
 437         return size;
 438 }
 439
 440 static int
 441 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
 442 {
 443         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
 444 }
 445
 446 static int
 447 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
 448               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
 449 {
 450         struct lo_read_data cookie;
 451         struct splice_desc sd;
 452         struct file *file;
 453         long retval;
 454
 455         cookie.lo = lo;
 456         cookie.page = bvec->bv_page;
 457         cookie.offset = bvec->bv_offset;
 458         cookie.bsize = bsize;
 459
 460         sd.len = 0;
 461         sd.total_len = bvec->bv_len;
 462         sd.flags = 0;
 463         sd.pos = pos;
 464         sd.u.data = &cookie;
 465
 466         file = lo->lo_backing_file;
 467         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
 468
 469         if (retval < 0)
 470                 return retval;
 471
 472         return 0;
 473 }
 474
 475 static int
 476 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
 477 {
 478         struct bio_vec *bvec;
 479         int i, ret = 0;
 480
 481         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 482                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
 483                 if (ret < 0)
 484                         break;
 485                 pos += bvec->bv_len;
 486         }
 487         return ret;
 488 }
 489
 490 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 491 {
 492         loff_t pos;
 493         int ret;
 494
 495         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
 496         if (bio_rw(bio) == WRITE)
 497                 ret = lo_send(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 498         else
 499                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 500         return ret;
 501 }
 502
 503 /*
 504  * Add bio to back of pending list
 505  */
 506 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 507 {
 508         if (lo->lo_biotail) {
 509                 lo->lo_biotail->bi_next = bio;
 510                 lo->lo_biotail = bio;
 511         } else
 512                 lo->lo_bio = lo->lo_biotail = bio;
 513 }
 514
 515 /*
 516  * Grab first pending buffer
 517  */
 518 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 519 {
 520         struct bio *bio;
 521
 522         if ((bio = lo->lo_bio)) {
 523                 if (bio == lo->lo_biotail)
 524                         lo->lo_biotail = NULL;
 525                 lo->lo_bio = bio->bi_next;
 526                 bio->bi_next = NULL;
 527         }
 528
 529         return bio;
 530 }
 531
 532 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 533 {
 534         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 535         int rw = bio_rw(old_bio);
 536
 537         if (rw == READA)
 538                 rw = READ;
 539
 540         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 541
 542         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 543         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 544                 goto out;
 545         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 546                 goto out;
 547         loop_add_bio(lo, old_bio);
 548         wake_up(&lo->lo_event);
 549         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 550         return 0;
 551
 552 out:
 553         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 554         bio_io_error(old_bio);
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 /*
 559  * kick off io on the underlying address space
 560  */
 561 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
 562 {
 563         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 564
 565         clear_bit(QUEUE_FLAG_PLUGGED, &q->queue_flags);
 566         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
 567 }
 568
 569 struct switch_request {
 570         struct file *file;
 571         struct completion wait;
 572 };
 573
 574 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 575
 576 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 577 {
 578         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 579                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 580                 bio_put(bio);
 581         } else {
 582                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 583                 bio_endio(bio, ret);
 584         }
 585 }
 586
 587 /*
 588  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 589  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 590  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 591  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 592  *
 593  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 594  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 595  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 596  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 597  * done with the loop.
 598  */
 599 static int loop_thread(void *data)
 600 {
 601         struct loop_device *lo = data;
 602         struct bio *bio;
 603
 604         set_user_nice(current, -20);
 605
 606         while (!kthread_should_stop() || lo->lo_bio) {
 607
 608                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 609                                 lo->lo_bio || kthread_should_stop());
 610
 611                 if (!lo->lo_bio)
 612                         continue;
 613                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 614                 bio = loop_get_bio(lo);
 615                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 616
 617                 BUG_ON(!bio);
 618                 loop_handle_bio(lo, bio);
 619         }
 620
 621         return 0;
 622 }
 623
 624 /*
 625  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 626  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 627  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 628  */
 629 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 630 {
 631         struct switch_request w;
 632         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 1);
 633         if (!bio)
 634                 return -ENOMEM;
 635         init_completion(&w.wait);
 636         w.file = file;
 637         bio->bi_private = &w;
 638         bio->bi_bdev = NULL;
 639         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 640         wait_for_completion(&w.wait);
 641         return 0;
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 646  */
 647 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 648 {
 649         struct file *file = p->file;
 650         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 651         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 652
 653         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 654         lo->lo_backing_file = file;
 655         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 656                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 657         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 658         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 659         complete(&p->wait);
 660 }
 661
 662
 663 /*
 664  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 665  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 666  * the original file and in High Availability environments to switch to
 667  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 668  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 669  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 670  */
 671 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file,
 672                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 673 {
 674         struct file     *file, *old_file;
 675         struct inode    *inode;
 676         int             error;
 677
 678         error = -ENXIO;
 679         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 680                 goto out;
 681
 682         /* the loop device has to be read-only */
 683         error = -EINVAL;
 684         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 685                 goto out;
 686
 687         error = -EBADF;
 688         file = fget(arg);
 689         if (!file)
 690                 goto out;
 691
 692         inode = file->f_mapping->host;
 693         old_file = lo->lo_backing_file;
 694
 695         error = -EINVAL;
 696
 697         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 698                 goto out_putf;
 699
 700         /* new backing store needs to support loop (eg splice_read) */
 701         if (!inode->i_fop->splice_read)
 702                 goto out_putf;
 703
 704         /* size of the new backing store needs to be the same */
 705         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 706                 goto out_putf;
 707
 708         /* and ... switch */
 709         error = loop_switch(lo, file);
 710         if (error)
 711                 goto out_putf;
 712
 713         fput(old_file);
 714         return 0;
 715
 716  out_putf:
 717         fput(file);
 718  out:
 719         return error;
 720 }
 721
 722 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 723 {
 724         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 725
 726         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 727 }
 728
 729 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file,
 730                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 731 {
 732         struct file     *file, *f;
 733         struct inode    *inode;
 734         struct address_space *mapping;
 735         unsigned lo_blocksize;
 736         int             lo_flags = 0;
 737         int             error;
 738         loff_t          size;
 739
 740         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 741         __module_get(THIS_MODULE);
 742
 743         error = -EBADF;
 744         file = fget(arg);
 745         if (!file)
 746                 goto out;
 747
 748         error = -EBUSY;
 749         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 750                 goto out_putf;
 751
 752         /* Avoid recursion */
 753         f = file;
 754         while (is_loop_device(f)) {
 755                 struct loop_device *l;
 756
 757                 if (f->f_mapping->host->i_rdev == lo_file->f_mapping->host->i_rdev)
 758                         goto out_putf;
 759
 760                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 761                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 762                         error = -EINVAL;
 763                         goto out_putf;
 764                 }
 765                 f = l->lo_backing_file;
 766         }
 767
 768         mapping = file->f_mapping;
 769         inode = mapping->host;
 770
 771         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 772                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 773
 774         error = -EINVAL;
 775         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 776                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 777                 /*
 778                  * If we can't read - sorry. If we only can't write - well,
 779                  * it's going to be read-only.
 780                  */
 781                 if (!file->f_op->splice_read)
 782                         goto out_putf;
 783                 if (aops->prepare_write && aops->commit_write)
 784                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 785                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 786                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 787
 788                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 789                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 790
 791                 error = 0;
 792         } else {
 793                 goto out_putf;
 794         }
 795
 796         size = get_loop_size(lo, file);
 797
 798         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 799                 error = -EFBIG;
 800                 goto out_putf;
 801         }
 802
 803         if (!(lo_file->f_mode & FMODE_WRITE))
 804                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 805
 806         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 807
 808         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 809         lo->lo_device = bdev;
 810         lo->lo_flags = lo_flags;
 811         lo->lo_backing_file = file;
 812         lo->transfer = transfer_none;
 813         lo->ioctl = NULL;
 814         lo->lo_sizelimit = 0;
 815         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 816         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 817
 818         lo->lo_bio = lo->lo_biotail = NULL;
 819
 820         /*
 821          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 822          * device
 823          */
 824         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 825         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 826         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
 827
 828         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 829         bd_set_size(bdev, size << 9);
 830
 831         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 832
 833         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 834                                                 lo->lo_number);
 835         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 836                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 837                 goto out_clr;
 838         }
 839         lo->lo_state = Lo_bound;
 840         wake_up_process(lo->lo_thread);
 841         return 0;
 842
 843 out_clr:
 844         lo->lo_thread = NULL;
 845         lo->lo_device = NULL;
 846         lo->lo_backing_file = NULL;
 847         lo->lo_flags = 0;
 848         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 849         invalidate_bdev(bdev);
 850         bd_set_size(bdev, 0);
 851         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 852         lo->lo_state = Lo_unbound;
 853  out_putf:
 854         fput(file);
 855  out:
 856         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 857         module_put(THIS_MODULE);
 858         return error;
 859 }
 860
 861 static int
 862 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 863 {
 864         int err = 0;
 865         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 866
 867         if (xfer) {
 868                 if (xfer->release)
 869                         err = xfer->release(lo);
 870                 lo->transfer = NULL;
 871                 lo->lo_encryption = NULL;
 872                 module_put(xfer->owner);
 873         }
 874         return err;
 875 }
 876
 877 static int
 878 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 879                const struct loop_info64 *i)
 880 {
 881         int err = 0;
 882
 883         if (xfer) {
 884                 struct module *owner = xfer->owner;
 885
 886                 if (!try_module_get(owner))
 887                         return -EINVAL;
 888                 if (xfer->init)
 889                         err = xfer->init(lo, i);
 890                 if (err)
 891                         module_put(owner);
 892                 else
 893                         lo->lo_encryption = xfer;
 894         }
 895         return err;
 896 }
 897
 898 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 899 {
 900         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 901         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 902
 903         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 904                 return -ENXIO;
 905
 906         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 907                 return -EBUSY;
 908
 909         if (filp == NULL)
 910                 return -EINVAL;
 911
 912         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 913         lo->lo_state = Lo_rundown;
 914         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 915
 916         kthread_stop(lo->lo_thread);
 917
 918         lo->lo_backing_file = NULL;
 919
 920         loop_release_xfer(lo);
 921         lo->transfer = NULL;
 922         lo->ioctl = NULL;
 923         lo->lo_device = NULL;
 924         lo->lo_encryption = NULL;
 925         lo->lo_offset = 0;
 926         lo->lo_sizelimit = 0;
 927         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 928         lo->lo_flags = 0;
 929         lo->lo_thread = NULL;
 930         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 931         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 932         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 933         invalidate_bdev(bdev);
 934         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 935         bd_set_size(bdev, 0);
 936         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 937         lo->lo_state = Lo_unbound;
 938         fput(filp);
 939         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 940         module_put(THIS_MODULE);
 941         return 0;
 942 }
 943
 944 static int
 945 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 946 {
 947         int err;
 948         struct loop_func_table *xfer;
 949
 950         if (lo->lo_encrypt_key_size && lo->lo_key_owner != current->uid &&
 951             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 952                 return -EPERM;
 953         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 954                 return -ENXIO;
 955         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
 956                 return -EINVAL;
 957
 958         err = loop_release_xfer(lo);
 959         if (err)
 960                 return err;
 961
 962         if (info->lo_encrypt_type) {
 963                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
 964
 965                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
 966                         return -EINVAL;
 967                 xfer = xfer_funcs[type];
 968                 if (xfer == NULL)
 969                         return -EINVAL;
 970         } else
 971                 xfer = NULL;
 972
 973         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
 974         if (err)
 975                 return err;
 976
 977         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
 978             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
 979                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
 980                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
 981                 if (figure_loop_size(lo))
 982                         return -EFBIG;
 983         }
 984
 985         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
 986         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
 987         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
 988         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
 989
 990         if (!xfer)
 991                 xfer = &none_funcs;
 992         lo->transfer = xfer->transfer;
 993         lo->ioctl = xfer->ioctl;
 994
 995         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
 996         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
 997         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
 998         if (info->lo_encrypt_key_size) {
 999                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1000                        info->lo_encrypt_key_size);
1001                 lo->lo_key_owner = current->uid;
1002         }
1003
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 static int
1008 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1009 {
1010         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1011         struct kstat stat;
1012         int error;
1013
1014         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1015                 return -ENXIO;
1016         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1017         if (error)
1018                 return error;
1019         memset(info, 0, sizeof(*info));
1020         info->lo_number = lo->lo_number;
1021         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1022         info->lo_inode = stat.ino;
1023         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1024         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1025         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1026         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1027         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1028         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1029         info->lo_encrypt_type =
1030                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1031         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1032                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1033                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1034                        lo->lo_encrypt_key_size);
1035         }
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 static void
1040 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1041 {
1042         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1043         info64->lo_number = info->lo_number;
1044         info64->lo_device = info->lo_device;
1045         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1046         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1047         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1048         info64->lo_sizelimit = 0;
1049         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1050         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1051         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1052         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1053         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1054         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1055                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1056         else
1057                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1058         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1059 }
1060
1061 static int
1062 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1063 {
1064         memset(info, 0, sizeof(*info));
1065         info->lo_number = info64->lo_number;
1066         info->lo_device = info64->lo_device;
1067         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1068         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1069         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1070         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1071         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1072         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1073         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1074         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1075         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1076                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1077         else
1078                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1079         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1080
1081         /* error in case values were truncated */
1082         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1083             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1084             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1085             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1086                 return -EOVERFLOW;
1087
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 static int
1092 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1093 {
1094         struct loop_info info;
1095         struct loop_info64 info64;
1096
1097         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1098                 return -EFAULT;
1099         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1100         return loop_set_status(lo, &info64);
1101 }
1102
1103 static int
1104 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1105 {
1106         struct loop_info64 info64;
1107
1108         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1109                 return -EFAULT;
1110         return loop_set_status(lo, &info64);
1111 }
1112
1113 static int
1114 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1115         struct loop_info info;
1116         struct loop_info64 info64;
1117         int err = 0;
1118
1119         if (!arg)
1120                 err = -EINVAL;
1121         if (!err)
1122                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1123         if (!err)
1124                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1125         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1126                 err = -EFAULT;
1127
1128         return err;
1129 }
1130
1131 static int
1132 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1133         struct loop_info64 info64;
1134         int err = 0;
1135
1136         if (!arg)
1137                 err = -EINVAL;
1138         if (!err)
1139                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1140         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1141                 err = -EFAULT;
1142
1143         return err;
1144 }
1145
1146 static int lo_ioctl(struct inode * inode, struct file * file,
1147         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1148 {
1149         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1150         int err;
1151
1152         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1153         switch (cmd) {
1154         case LOOP_SET_FD:
1155                 err = loop_set_fd(lo, file, inode->i_bdev, arg);
1156                 break;
1157         case LOOP_CHANGE_FD:
1158                 err = loop_change_fd(lo, file, inode->i_bdev, arg);
1159                 break;
1160         case LOOP_CLR_FD:
1161                 err = loop_clr_fd(lo, inode->i_bdev);
1162                 break;
1163         case LOOP_SET_STATUS:
1164                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1165                 break;
1166         case LOOP_GET_STATUS:
1167                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1168                 break;
1169         case LOOP_SET_STATUS64:
1170                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1171                 break;
1172         case LOOP_GET_STATUS64:
1173                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1174                 break;
1175         default:
1176                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1177         }
1178         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1179         return err;
1180 }
1181
1182 #ifdef CONFIG_COMPAT
1183 struct compat_loop_info {
1184         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1185         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1186         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1187         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1188         compat_int_t    lo_offset;
1189         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1190         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1191         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1192         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1193         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1194         compat_ulong_t  lo_init[2];
1195         char            reserved[4];
1196 };
1197
1198 /*
1199  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1200  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1201  */
1202 static noinline int
1203 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1204                         struct loop_info64 *info64)
1205 {
1206         struct compat_loop_info info;
1207
1208         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1209                 return -EFAULT;
1210
1211         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1212         info64->lo_number = info.lo_number;
1213         info64->lo_device = info.lo_device;
1214         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1215         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1216         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1217         info64->lo_sizelimit = 0;
1218         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1219         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1220         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1221         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1222         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1223         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1224                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1225         else
1226                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1227         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1233  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1234  */
1235 static noinline int
1236 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1237                       struct compat_loop_info __user *arg)
1238 {
1239         struct compat_loop_info info;
1240
1241         memset(&info, 0, sizeof(info));
1242         info.lo_number = info64->lo_number;
1243         info.lo_device = info64->lo_device;
1244         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1245         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1246         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1247         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1248         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1249         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1250         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1251         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1252         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1253                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1254         else
1255                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1256         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1257
1258         /* error in case values were truncated */
1259         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1260             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1261             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1262             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1263             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1264             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1265                 return -EOVERFLOW;
1266
1267         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1268                 return -EFAULT;
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 static int
1273 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1274                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1275 {
1276         struct loop_info64 info64;
1277         int ret;
1278
1279         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1280         if (ret < 0)
1281                 return ret;
1282         return loop_set_status(lo, &info64);
1283 }
1284
1285 static int
1286 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1287                        struct compat_loop_info __user *arg)
1288 {
1289         struct loop_info64 info64;
1290         int err = 0;
1291
1292         if (!arg)
1293                 err = -EINVAL;
1294         if (!err)
1295                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1296         if (!err)
1297                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1298         return err;
1299 }
1300
1301 static long lo_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1302 {
1303         struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
1304         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1305         int err;
1306
1307         lock_kernel();
1308         switch(cmd) {
1309         case LOOP_SET_STATUS:
1310                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1311                 err = loop_set_status_compat(
1312                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1313                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1314                 break;
1315         case LOOP_GET_STATUS:
1316                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1317                 err = loop_get_status_compat(
1318                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1319                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1320                 break;
1321         case LOOP_CLR_FD:
1322         case LOOP_GET_STATUS64:
1323         case LOOP_SET_STATUS64:
1324                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1325         case LOOP_SET_FD:
1326         case LOOP_CHANGE_FD:
1327                 err = lo_ioctl(inode, file, cmd, arg);
1328                 break;
1329         default:
1330                 err = -ENOIOCTLCMD;
1331                 break;
1332         }
1333         unlock_kernel();
1334         return err;
1335 }
1336 #endif
1337
1338 static int lo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1339 {
1340         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1341
1342         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1343         lo->lo_refcnt++;
1344         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1345
1346         return 0;
1347 }
1348
1349 static int lo_release(struct inode *inode, struct file *file)
1350 {
1351         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1352
1353         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1354         --lo->lo_refcnt;
1355         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1356
1357         return 0;
1358 }
1359
1360 static struct block_device_operations lo_fops = {
1361         .owner =        THIS_MODULE,
1362         .open =         lo_open,
1363         .release =      lo_release,
1364         .ioctl =        lo_ioctl,
1365 #ifdef CONFIG_COMPAT
1366         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1367 #endif
1368 };
1369
1370 /*
1371  * And now the modules code and kernel interface.
1372  */
1373 static int max_loop;
1374 module_param(max_loop, int, 0);
1375 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1376 MODULE_LICENSE("GPL");
1377 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1378
1379 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1380 {
1381         unsigned int n = funcs->number;
1382
1383         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1384                 return -EINVAL;
1385         xfer_funcs[n] = funcs;
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 int loop_unregister_transfer(int number)
1390 {
1391         unsigned int n = number;
1392         struct loop_device *lo;
1393         struct loop_func_table *xfer;
1394
1395         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1396                 return -EINVAL;
1397
1398         xfer_funcs[n] = NULL;
1399
1400         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1401                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1402
1403                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1404                         loop_release_xfer(lo);
1405
1406                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1407         }
1408
1409         return 0;
1410 }
1411
1412 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1413 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1414
1415 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1416 {
1417         struct loop_device *lo;
1418         struct gendisk *disk;
1419
1420         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1421         if (!lo)
1422                 goto out;
1423
1424         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1425         if (!lo->lo_queue)
1426                 goto out_free_dev;
1427
1428         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1);
1429         if (!disk)
1430                 goto out_free_queue;
1431
1432         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1433         lo->lo_number           = i;
1434         lo->lo_thread           = NULL;
1435         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1436         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1437         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1438         disk->first_minor       = i;
1439         disk->fops              = &lo_fops;
1440         disk->private_data      = lo;
1441         disk->queue             = lo->lo_queue;
1442         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1443         return lo;
1444
1445 out_free_queue:
1446         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1447 out_free_dev:
1448         kfree(lo);
1449 out:
1450         return NULL;
1451 }
1452
1453 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1454 {
1455         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1456         put_disk(lo->lo_disk);
1457         list_del(&lo->lo_list);
1458         kfree(lo);
1459 }
1460
1461 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1462 {
1463         struct loop_device *lo;
1464
1465         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1466                 if (lo->lo_number == i)
1467                         return lo;
1468         }
1469
1470         lo = loop_alloc(i);
1471         if (lo) {
1472                 add_disk(lo->lo_disk);
1473                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1474         }
1475         return lo;
1476 }
1477
1478 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1479 {
1480         del_gendisk(lo->lo_disk);
1481         loop_free(lo);
1482 }
1483
1484 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1485 {
1486         struct loop_device *lo;
1487         struct kobject *kobj;
1488
1489         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1490         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1491         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1492         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1493
1494         *part = 0;
1495         return kobj;
1496 }
1497
1498 static int __init loop_init(void)
1499 {
1500         int i, nr;
1501         unsigned long range;
1502         struct loop_device *lo, *next;
1503
1504         /*
1505          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1506          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1507          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1508          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1509          * tool, we do the following:
1510          *
1511          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1512          *     also becomes a hard limit.
1513          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1514          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1515          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1516          *     device on-demand.
1517          */
1518         if (max_loop > 1UL << MINORBITS)
1519                 return -EINVAL;
1520
1521         if (max_loop) {
1522                 nr = max_loop;
1523                 range = max_loop;
1524         } else {
1525                 nr = 8;
1526                 range = 1UL << MINORBITS;
1527         }
1528
1529         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1530                 return -EIO;
1531
1532         for (i = 0; i < nr; i++) {
1533                 lo = loop_alloc(i);
1534                 if (!lo)
1535                         goto Enomem;
1536                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1537         }
1538
1539         /* point of no return */
1540
1541         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1542                 add_disk(lo->lo_disk);
1543
1544         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1545                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1546
1547         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1548         return 0;
1549
1550 Enomem:
1551         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1552
1553         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1554                 loop_free(lo);
1555
1556         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1557         return -ENOMEM;
1558 }
1559
1560 static void __exit loop_exit(void)
1561 {
1562         unsigned long range;
1563         struct loop_device *lo, *next;
1564
1565         range = max_loop ? max_loop :  1UL << MINORBITS;
1566
1567         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1568                 loop_del_one(lo);
1569
1570         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1571         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1572 }
1573
1574 module_init(loop_init);
1575 module_exit(loop_exit);
1576
1577 #ifndef MODULE
1578 static int __init max_loop_setup(char *str)
1579 {
1580         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1581         return 1;
1582 }
1583
1584 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1585 #endif