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