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