drivers/block/loop.c

   1 /*
   2  *  linux/drivers/block/loop.c
   3  *
   4  *  Written by Theodore Ts'o, 3/29/93
   5  *
   6  * Copyright 1993 by Theodore Ts'o.  Redistribution of this file is
   7  * permitted under the GNU General Public License.
   8  *
   9  * DES encryption plus some minor changes by Werner Almesberger, 30-MAY-1993
  10  * more DES encryption plus IDEA encryption by Nicholas J. Leon, June 20, 1996
  11  *
  12  * Modularized and updated for 1.1.16 kernel - Mitch Dsouza 28th May 1994
  13  * Adapted for 1.3.59 kernel - Andries Brouwer, 1 Feb 1996
  14  *
  15  * Fixed do_loop_request() re-entrancy - Vincent.Renardias@waw.com Mar 20, 1997
  16  *
  17  * Added devfs support - Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au> 16-Jan-1998
  18  *
  19  * Handle sparse backing files correctly - Kenn Humborg, Jun 28, 1998
  20  *
  21  * Loadable modules and other fixes by AK, 1998
  22  *
  23  * Make real block number available to downstream transfer functions, enables
  24  * CBC (and relatives) mode encryption requiring unique IVs per data block.
  25  * Reed H. Petty, rhp@draper.net
  26  *
  27  * Maximum number of loop devices now dynamic via max_loop module parameter.
  28  * Russell Kroll <rkroll@exploits.org> 19990701
  29  *
  30  * Maximum number of loop devices when compiled-in now selectable by passing
  31  * max_loop=<1-255> to the kernel on boot.
  32  * Erik I. Bolsø, <eriki@himolde.no>, Oct 31, 1999
  33  *
  34  * Completely rewrite request handling to be make_request_fn style and
  35  * non blocking, pushing work to a helper thread. Lots of fixes from
  36  * Al Viro too.
  37  * Jens Axboe <axboe@suse.de>, Nov 2000
  38  *
  39  * Support up to 256 loop devices
  40  * Heinz Mauelshagen <mge@sistina.com>, Feb 2002
  41  *
  42  * Support for falling back on the write file operation when the address space
  43  * operations write_begin is not available on the backing filesystem.
  44  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  45  *
  46  * Still To Fix:
  47  * - Advisory locking is ignored here.
  48  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  49  *
  50  */
  51
  52 #include <linux/module.h>
  53 #include <linux/moduleparam.h>
  54 #include <linux/sched.h>
  55 #include <linux/fs.h>
  56 #include <linux/file.h>
  57 #include <linux/stat.h>
  58 #include <linux/errno.h>
  59 #include <linux/major.h>
  60 #include <linux/wait.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/blkpg.h>
  63 #include <linux/init.h>
  64 #include <linux/swap.h>
  65 #include <linux/slab.h>
  66 #include <linux/loop.h>
  67 #include <linux/compat.h>
  68 #include <linux/suspend.h>
  69 #include <linux/freezer.h>
  70 #include <linux/mutex.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/kthread.h>
  76 #include <linux/splice.h>
  77 #include <linux/sysfs.h>
  78
  79 #include <asm/uaccess.h>
  80
  81 static DEFINE_MUTEX(loop_mutex);
  82 static LIST_HEAD(loop_devices);
  83 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
  84
  85 static int max_part;
  86 static int part_shift;
  87
  88 /*
  89  * Transfer functions
  90  */
  91 static int transfer_none(struct loop_device *lo, int cmd,
  92                          struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  93                          struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  94                          int size, sector_t real_block)
  95 {
  96         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
  97         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
  98
  99         if (cmd == READ)
 100                 memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
 101         else
 102                 memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
 103
 104         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 105         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 106         cond_resched();
 107         return 0;
 108 }
 109
 110 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
 111                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
 112                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
 113                         int size, sector_t real_block)
 114 {
 115         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
 116         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
 117         char *in, *out, *key;
 118         int i, keysize;
 119
 120         if (cmd == READ) {
 121                 in = raw_buf;
 122                 out = loop_buf;
 123         } else {
 124                 in = loop_buf;
 125                 out = raw_buf;
 126         }
 127
 128         key = lo->lo_encrypt_key;
 129         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 130         for (i = 0; i < size; i++)
 131                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 132
 133         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 134         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 135         cond_resched();
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 140 {
 141         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 142                 return -EINVAL;
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 static struct loop_func_table none_funcs = {
 147         .number = LO_CRYPT_NONE,
 148         .transfer = transfer_none,
 149 };
 150
 151 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 152         .number = LO_CRYPT_XOR,
 153         .transfer = transfer_xor,
 154         .init = xor_init
 155 };
 156
 157 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 158 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 159         &none_funcs,
 160         &xor_funcs
 161 };
 162
 163 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 164 {
 165         loff_t size, offset, loopsize;
 166
 167         /* Compute loopsize in bytes */
 168         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
 169         offset = lo->lo_offset;
 170         loopsize = size - offset;
 171         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
 172                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
 173
 174         /*
 175          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 176          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 177          */
 178         return loopsize >> 9;
 179 }
 180
 181 static int
 182 figure_loop_size(struct loop_device *lo)
 183 {
 184         loff_t size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
 185         sector_t x = (sector_t)size;
 186
 187         if (unlikely((loff_t)x != size))
 188                 return -EFBIG;
 189
 190         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 static inline int
 195 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 196                struct page *rpage, unsigned roffs,
 197                struct page *lpage, unsigned loffs,
 198                int size, sector_t rblock)
 199 {
 200         if (unlikely(!lo->transfer))
 201                 return 0;
 202
 203         return lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 204 }
 205
 206 /**
 207  * do_lo_send_aops - helper for writing data to a loop device
 208  *
 209  * This is the fast version for backing filesystems which implement the address
 210  * space operations write_begin and write_end.
 211  */
 212 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 213                 loff_t pos, struct page *unused)
 214 {
 215         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
 216         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 217         pgoff_t index;
 218         unsigned offset, bv_offs;
 219         int len, ret;
 220
 221         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
 222         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 223         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 224         bv_offs = bvec->bv_offset;
 225         len = bvec->bv_len;
 226         while (len > 0) {
 227                 sector_t IV;
 228                 unsigned size, copied;
 229                 int transfer_result;
 230                 struct page *page;
 231                 void *fsdata;
 232
 233                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
 234                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 235                 if (size > len)
 236                         size = len;
 237
 238                 ret = pagecache_write_begin(file, mapping, pos, size, 0,
 239                                                         &page, &fsdata);
 240                 if (ret)
 241                         goto fail;
 242
 243                 file_update_time(file);
 244
 245                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
 246                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
 247                 copied = size;
 248                 if (unlikely(transfer_result))
 249                         copied = 0;
 250
 251                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
 252                                                         page, fsdata);
 253                 if (ret < 0 || ret != copied)
 254                         goto fail;
 255
 256                 if (unlikely(transfer_result))
 257                         goto fail;
 258
 259                 bv_offs += copied;
 260                 len -= copied;
 261                 offset = 0;
 262                 index++;
 263                 pos += copied;
 264         }
 265         ret = 0;
 266 out:
 267         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
 268         return ret;
 269 fail:
 270         ret = -1;
 271         goto out;
 272 }
 273
 274 /**
 275  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 276  *
 277  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
 278  * and do_lo_send_write().
 279  */
 280 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
 281                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
 282 {
 283         ssize_t bw;
 284         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 285
 286         set_fs(get_ds());
 287         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
 288         set_fs(old_fs);
 289         if (likely(bw == len))
 290                 return 0;
 291         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 292                         (unsigned long long)pos, len);
 293         if (bw >= 0)
 294                 bw = -EIO;
 295         return bw;
 296 }
 297
 298 /**
 299  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
 300  *
 301  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
 302  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
 303  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
 304  * filesystems.
 305  */
 306 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
 307                 struct bio_vec *bvec, loff_t pos, struct page *page)
 308 {
 309         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 310                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
 311                         bvec->bv_len, pos);
 312         kunmap(bvec->bv_page);
 313         cond_resched();
 314         return bw;
 315 }
 316
 317 /**
 318  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 319  *
 320  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
 321  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
 322  * uses the write file operation which should be present on all writeable
 323  * filesystems.
 324  *
 325  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
 326  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
 327  * the transformations in place as we do not have direct access to the
 328  * destination pages of the backing file.
 329  */
 330 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 331                 loff_t pos, struct page *page)
 332 {
 333         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
 334                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
 335         if (likely(!ret))
 336                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 337                                 page_address(page), bvec->bv_len,
 338                                 pos);
 339         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
 340                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
 341         if (ret > 0)
 342                 ret = -EIO;
 343         return ret;
 344 }
 345
 346 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, loff_t pos)
 347 {
 348         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, loff_t,
 349                         struct page *page);
 350         struct bio_vec *bvec;
 351         struct page *page = NULL;
 352         int i, ret = 0;
 353
 354         do_lo_send = do_lo_send_aops;
 355         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
 356                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
 357                 if (lo->transfer != transfer_none) {
 358                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
 359                         if (unlikely(!page))
 360                                 goto fail;
 361                         kmap(page);
 362                         do_lo_send = do_lo_send_write;
 363                 }
 364         }
 365         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 366                 ret = do_lo_send(lo, bvec, pos, page);
 367                 if (ret < 0)
 368                         break;
 369                 pos += bvec->bv_len;
 370         }
 371         if (page) {
 372                 kunmap(page);
 373                 __free_page(page);
 374         }
 375 out:
 376         return ret;
 377 fail:
 378         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
 379         ret = -ENOMEM;
 380         goto out;
 381 }
 382
 383 struct lo_read_data {
 384         struct loop_device *lo;
 385         struct page *page;
 386         unsigned offset;
 387         int bsize;
 388 };
 389
 390 static int
 391 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
 392                 struct splice_desc *sd)
 393 {
 394         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
 395         struct loop_device *lo = p->lo;
 396         struct page *page = buf->page;
 397         sector_t IV;
 398         int size;
 399
 400         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
 401                                                         (buf->offset >> 9);
 402         size = sd->len;
 403         if (size > p->bsize)
 404                 size = p->bsize;
 405
 406         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
 407                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
 408                        page->index);
 409                 size = -EINVAL;
 410         }
 411
 412         flush_dcache_page(p->page);
 413
 414         if (size > 0)
 415                 p->offset += size;
 416
 417         return size;
 418 }
 419
 420 static int
 421 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
 422 {
 423         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
 424 }
 425
 426 static int
 427 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
 428               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
 429 {
 430         struct lo_read_data cookie;
 431         struct splice_desc sd;
 432         struct file *file;
 433         long retval;
 434
 435         cookie.lo = lo;
 436         cookie.page = bvec->bv_page;
 437         cookie.offset = bvec->bv_offset;
 438         cookie.bsize = bsize;
 439
 440         sd.len = 0;
 441         sd.total_len = bvec->bv_len;
 442         sd.flags = 0;
 443         sd.pos = pos;
 444         sd.u.data = &cookie;
 445
 446         file = lo->lo_backing_file;
 447         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
 448
 449         if (retval < 0)
 450                 return retval;
 451
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 static int
 456 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
 457 {
 458         struct bio_vec *bvec;
 459         int i, ret = 0;
 460
 461         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 462                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
 463                 if (ret < 0)
 464                         break;
 465                 pos += bvec->bv_len;
 466         }
 467         return ret;
 468 }
 469
 470 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 471 {
 472         loff_t pos;
 473         int ret;
 474
 475         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
 476
 477         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
 478                 struct file *file = lo->lo_backing_file;
 479
 480                 if (bio->bi_rw & REQ_FLUSH) {
 481                         ret = vfs_fsync(file, 0);
 482                         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL)) {
 483                                 ret = -EIO;
 484                                 goto out;
 485                         }
 486                 }
 487
 488                 ret = lo_send(lo, bio, pos);
 489
 490                 if ((bio->bi_rw & REQ_FUA) && !ret) {
 491                         ret = vfs_fsync(file, 0);
 492                         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL))
 493                                 ret = -EIO;
 494                 }
 495         } else
 496                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 497
 498 out:
 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         bio_list_add(&lo->lo_bio_list, bio);
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Grab first pending buffer
 512  */
 513 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 514 {
 515         return bio_list_pop(&lo->lo_bio_list);
 516 }
 517
 518 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 519 {
 520         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 521         int rw = bio_rw(old_bio);
 522
 523         if (rw == READA)
 524                 rw = READ;
 525
 526         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 527
 528         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 529         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 530                 goto out;
 531         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 532                 goto out;
 533         loop_add_bio(lo, old_bio);
 534         wake_up(&lo->lo_event);
 535         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 536         return 0;
 537
 538 out:
 539         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 540         bio_io_error(old_bio);
 541         return 0;
 542 }
 543
 544 struct switch_request {
 545         struct file *file;
 546         struct completion wait;
 547 };
 548
 549 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 550
 551 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 552 {
 553         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 554                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 555                 bio_put(bio);
 556         } else {
 557                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 558                 bio_endio(bio, ret);
 559         }
 560 }
 561
 562 /*
 563  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 564  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 565  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 566  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 567  *
 568  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 569  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 570  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 571  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 572  * done with the loop.
 573  */
 574 static int loop_thread(void *data)
 575 {
 576         struct loop_device *lo = data;
 577         struct bio *bio;
 578
 579         set_user_nice(current, -20);
 580
 581         while (!kthread_should_stop() || !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list)) {
 582
 583                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 584                                 !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list) ||
 585                                 kthread_should_stop());
 586
 587                 if (bio_list_empty(&lo->lo_bio_list))
 588                         continue;
 589                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 590                 bio = loop_get_bio(lo);
 591                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 592
 593                 BUG_ON(!bio);
 594                 loop_handle_bio(lo, bio);
 595         }
 596
 597         return 0;
 598 }
 599
 600 /*
 601  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 602  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 603  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 604  */
 605 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 606 {
 607         struct switch_request w;
 608         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
 609         if (!bio)
 610                 return -ENOMEM;
 611         init_completion(&w.wait);
 612         w.file = file;
 613         bio->bi_private = &w;
 614         bio->bi_bdev = NULL;
 615         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 616         wait_for_completion(&w.wait);
 617         return 0;
 618 }
 619
 620 /*
 621  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 622  */
 623 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 624 {
 625         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
 626         if (!lo->lo_thread)
 627                 return 0;
 628
 629         return loop_switch(lo, NULL);
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 634  */
 635 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 636 {
 637         struct file *file = p->file;
 638         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 639         struct address_space *mapping;
 640
 641         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 642         if (!file)
 643                 goto out;
 644
 645         mapping = file->f_mapping;
 646         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 647         lo->lo_backing_file = file;
 648         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 649                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 650         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 651         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 652 out:
 653         complete(&p->wait);
 654 }
 655
 656
 657 /*
 658  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 659  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 660  * the original file and in High Availability environments to switch to
 661  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 662  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 663  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 664  */
 665 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 666                           unsigned int arg)
 667 {
 668         struct file     *file, *old_file;
 669         struct inode    *inode;
 670         int             error;
 671
 672         error = -ENXIO;
 673         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 674                 goto out;
 675
 676         /* the loop device has to be read-only */
 677         error = -EINVAL;
 678         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 679                 goto out;
 680
 681         error = -EBADF;
 682         file = fget(arg);
 683         if (!file)
 684                 goto out;
 685
 686         inode = file->f_mapping->host;
 687         old_file = lo->lo_backing_file;
 688
 689         error = -EINVAL;
 690
 691         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 692                 goto out_putf;
 693
 694         /* size of the new backing store needs to be the same */
 695         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 696                 goto out_putf;
 697
 698         /* and ... switch */
 699         error = loop_switch(lo, file);
 700         if (error)
 701                 goto out_putf;
 702
 703         fput(old_file);
 704         if (max_part > 0)
 705                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 706         return 0;
 707
 708  out_putf:
 709         fput(file);
 710  out:
 711         return error;
 712 }
 713
 714 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 715 {
 716         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 717
 718         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 719 }
 720
 721 /* loop sysfs attributes */
 722
 723 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 724                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 725 {
 726         struct loop_device *l, *lo = NULL;
 727
 728         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
 729         list_for_each_entry(l, &loop_devices, lo_list)
 730                 if (disk_to_dev(l->lo_disk) == dev) {
 731                         lo = l;
 732                         break;
 733                 }
 734         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
 735
 736         return lo ? callback(lo, page) : -EIO;
 737 }
 738
 739 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 740 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 741 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 742                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 743 {                                                                       \
 744         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 745 }                                                                       \
 746 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 747         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 748
 749 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 750 {
 751         ssize_t ret;
 752         char *p = NULL;
 753
 754         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
 755         if (lo->lo_backing_file)
 756                 p = d_path(&lo->lo_backing_file->f_path, buf, PAGE_SIZE - 1);
 757         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
 758
 759         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 760                 ret = PTR_ERR(p);
 761         else {
 762                 ret = strlen(p);
 763                 memmove(buf, p, ret);
 764                 buf[ret++] = '\n';
 765                 buf[ret] = 0;
 766         }
 767
 768         return ret;
 769 }
 770
 771 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 772 {
 773         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 774 }
 775
 776 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 777 {
 778         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 779 }
 780
 781 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 782 {
 783         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 784
 785         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 786 }
 787
 788 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 789 LOOP_ATTR_RO(offset);
 790 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 791 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 792
 793 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 794         &loop_attr_backing_file.attr,
 795         &loop_attr_offset.attr,
 796         &loop_attr_sizelimit.attr,
 797         &loop_attr_autoclear.attr,
 798         NULL,
 799 };
 800
 801 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 802         .name = "loop",
 803         .attrs= loop_attrs,
 804 };
 805
 806 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 807 {
 808         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 809                                   &loop_attribute_group);
 810 }
 811
 812 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 813 {
 814         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 815                            &loop_attribute_group);
 816 }
 817
 818 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 819                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 820 {
 821         struct file     *file, *f;
 822         struct inode    *inode;
 823         struct address_space *mapping;
 824         unsigned lo_blocksize;
 825         int             lo_flags = 0;
 826         int             error;
 827         loff_t          size;
 828
 829         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 830         __module_get(THIS_MODULE);
 831
 832         error = -EBADF;
 833         file = fget(arg);
 834         if (!file)
 835                 goto out;
 836
 837         error = -EBUSY;
 838         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 839                 goto out_putf;
 840
 841         /* Avoid recursion */
 842         f = file;
 843         while (is_loop_device(f)) {
 844                 struct loop_device *l;
 845
 846                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 847                         goto out_putf;
 848
 849                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 850                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 851                         error = -EINVAL;
 852                         goto out_putf;
 853                 }
 854                 f = l->lo_backing_file;
 855         }
 856
 857         mapping = file->f_mapping;
 858         inode = mapping->host;
 859
 860         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 861                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 862
 863         error = -EINVAL;
 864         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 865                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 866
 867                 if (aops->write_begin)
 868                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 869                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 870                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 871
 872                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 873                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 874
 875                 error = 0;
 876         } else {
 877                 goto out_putf;
 878         }
 879
 880         size = get_loop_size(lo, file);
 881
 882         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 883                 error = -EFBIG;
 884                 goto out_putf;
 885         }
 886
 887         if (!(mode & FMODE_WRITE))
 888                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 889
 890         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 891
 892         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 893         lo->lo_device = bdev;
 894         lo->lo_flags = lo_flags;
 895         lo->lo_backing_file = file;
 896         lo->transfer = transfer_none;
 897         lo->ioctl = NULL;
 898         lo->lo_sizelimit = 0;
 899         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 900         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 901
 902         bio_list_init(&lo->lo_bio_list);
 903
 904         /*
 905          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 906          * device
 907          */
 908         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 909         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 910
 911         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 912                 blk_queue_flush(lo->lo_queue, REQ_FLUSH);
 913
 914         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 915         bd_set_size(bdev, size << 9);
 916         loop_sysfs_init(lo);
 917         /* let user-space know about the new size */
 918         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 919
 920         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 921
 922         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 923                                                 lo->lo_number);
 924         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 925                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 926                 goto out_clr;
 927         }
 928         lo->lo_state = Lo_bound;
 929         wake_up_process(lo->lo_thread);
 930         if (max_part > 0)
 931                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 932         return 0;
 933
 934 out_clr:
 935         loop_sysfs_exit(lo);
 936         lo->lo_thread = NULL;
 937         lo->lo_device = NULL;
 938         lo->lo_backing_file = NULL;
 939         lo->lo_flags = 0;
 940         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 941         invalidate_bdev(bdev);
 942         bd_set_size(bdev, 0);
 943         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 944         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 945         lo->lo_state = Lo_unbound;
 946  out_putf:
 947         fput(file);
 948  out:
 949         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 950         module_put(THIS_MODULE);
 951         return error;
 952 }
 953
 954 static int
 955 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 956 {
 957         int err = 0;
 958         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 959
 960         if (xfer) {
 961                 if (xfer->release)
 962                         err = xfer->release(lo);
 963                 lo->transfer = NULL;
 964                 lo->lo_encryption = NULL;
 965                 module_put(xfer->owner);
 966         }
 967         return err;
 968 }
 969
 970 static int
 971 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 972                const struct loop_info64 *i)
 973 {
 974         int err = 0;
 975
 976         if (xfer) {
 977                 struct module *owner = xfer->owner;
 978
 979                 if (!try_module_get(owner))
 980                         return -EINVAL;
 981                 if (xfer->init)
 982                         err = xfer->init(lo, i);
 983                 if (err)
 984                         module_put(owner);
 985                 else
 986                         lo->lo_encryption = xfer;
 987         }
 988         return err;
 989 }
 990
 991 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 992 {
 993         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 994         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 995
 996         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 997                 return -ENXIO;
 998
 999         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
1000                 return -EBUSY;
1001
1002         if (filp == NULL)
1003                 return -EINVAL;
1004
1005         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1006         lo->lo_state = Lo_rundown;
1007         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1008
1009         kthread_stop(lo->lo_thread);
1010
1011         lo->lo_backing_file = NULL;
1012
1013         loop_release_xfer(lo);
1014         lo->transfer = NULL;
1015         lo->ioctl = NULL;
1016         lo->lo_device = NULL;
1017         lo->lo_encryption = NULL;
1018         lo->lo_offset = 0;
1019         lo->lo_sizelimit = 0;
1020         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1021         lo->lo_flags = 0;
1022         lo->lo_thread = NULL;
1023         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1024         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1025         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1026         if (bdev)
1027                 invalidate_bdev(bdev);
1028         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1029         loop_sysfs_exit(lo);
1030         if (bdev) {
1031                 bd_set_size(bdev, 0);
1032                 /* let user-space know about this change */
1033                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1034         }
1035         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1036         lo->lo_state = Lo_unbound;
1037         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1038         module_put(THIS_MODULE);
1039         if (max_part > 0 && bdev)
1040                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
1041         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1042         /*
1043          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1044          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1045          * lock dependency possibility warning as fput can take
1046          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1047          */
1048         fput(filp);
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 static int
1053 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1054 {
1055         int err;
1056         struct loop_func_table *xfer;
1057         uid_t uid = current_uid();
1058
1059         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1060             lo->lo_key_owner != uid &&
1061             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1062                 return -EPERM;
1063         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1064                 return -ENXIO;
1065         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1066                 return -EINVAL;
1067
1068         err = loop_release_xfer(lo);
1069         if (err)
1070                 return err;
1071
1072         if (info->lo_encrypt_type) {
1073                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1074
1075                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1076                         return -EINVAL;
1077                 xfer = xfer_funcs[type];
1078                 if (xfer == NULL)
1079                         return -EINVAL;
1080         } else
1081                 xfer = NULL;
1082
1083         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1084         if (err)
1085                 return err;
1086
1087         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1088             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1089                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1090                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1091                 if (figure_loop_size(lo))
1092                         return -EFBIG;
1093         }
1094
1095         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1096         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1097         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1098         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1099
1100         if (!xfer)
1101                 xfer = &none_funcs;
1102         lo->transfer = xfer->transfer;
1103         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1104
1105         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1106              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1107                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1108
1109         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1110         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1111         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1112         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1113                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1114                        info->lo_encrypt_key_size);
1115                 lo->lo_key_owner = uid;
1116         }
1117
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 static int
1122 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1123 {
1124         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1125         struct kstat stat;
1126         int error;
1127
1128         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1129                 return -ENXIO;
1130         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1131         if (error)
1132                 return error;
1133         memset(info, 0, sizeof(*info));
1134         info->lo_number = lo->lo_number;
1135         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1136         info->lo_inode = stat.ino;
1137         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1138         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1139         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1140         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1141         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1142         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1143         info->lo_encrypt_type =
1144                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1145         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1146                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1147                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1148                        lo->lo_encrypt_key_size);
1149         }
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 static void
1154 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1155 {
1156         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1157         info64->lo_number = info->lo_number;
1158         info64->lo_device = info->lo_device;
1159         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1160         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1161         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1162         info64->lo_sizelimit = 0;
1163         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1164         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1165         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1166         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1167         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1168         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1169                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1170         else
1171                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1172         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1173 }
1174
1175 static int
1176 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1177 {
1178         memset(info, 0, sizeof(*info));
1179         info->lo_number = info64->lo_number;
1180         info->lo_device = info64->lo_device;
1181         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1182         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1183         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1184         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1185         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1186         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1187         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1188         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1189         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1190                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1191         else
1192                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1193         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1194
1195         /* error in case values were truncated */
1196         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1197             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1198             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1199             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1200                 return -EOVERFLOW;
1201
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 static int
1206 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1207 {
1208         struct loop_info info;
1209         struct loop_info64 info64;
1210
1211         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1212                 return -EFAULT;
1213         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1214         return loop_set_status(lo, &info64);
1215 }
1216
1217 static int
1218 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1219 {
1220         struct loop_info64 info64;
1221
1222         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1223                 return -EFAULT;
1224         return loop_set_status(lo, &info64);
1225 }
1226
1227 static int
1228 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1229         struct loop_info info;
1230         struct loop_info64 info64;
1231         int err = 0;
1232
1233         if (!arg)
1234                 err = -EINVAL;
1235         if (!err)
1236                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1237         if (!err)
1238                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1239         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1240                 err = -EFAULT;
1241
1242         return err;
1243 }
1244
1245 static int
1246 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1247         struct loop_info64 info64;
1248         int err = 0;
1249
1250         if (!arg)
1251                 err = -EINVAL;
1252         if (!err)
1253                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1254         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1255                 err = -EFAULT;
1256
1257         return err;
1258 }
1259
1260 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1261 {
1262         int err;
1263         sector_t sec;
1264         loff_t sz;
1265
1266         err = -ENXIO;
1267         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1268                 goto out;
1269         err = figure_loop_size(lo);
1270         if (unlikely(err))
1271                 goto out;
1272         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1273         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1274         sz = sec;
1275         sz <<= 9;
1276         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1277         bd_set_size(bdev, sz);
1278         /* let user-space know about the new size */
1279         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1280         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1281
1282  out:
1283         return err;
1284 }
1285
1286 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1287         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1288 {
1289         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1290         int err;
1291
1292         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1293         switch (cmd) {
1294         case LOOP_SET_FD:
1295                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1296                 break;
1297         case LOOP_CHANGE_FD:
1298                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1299                 break;
1300         case LOOP_CLR_FD:
1301                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1302                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1303                 if (!err)
1304                         goto out_unlocked;
1305                 break;
1306         case LOOP_SET_STATUS:
1307                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1308                 break;
1309         case LOOP_GET_STATUS:
1310                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1311                 break;
1312         case LOOP_SET_STATUS64:
1313                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1314                 break;
1315         case LOOP_GET_STATUS64:
1316                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1317                 break;
1318         case LOOP_SET_CAPACITY:
1319                 err = -EPERM;
1320                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1321                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1322                 break;
1323         default:
1324                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1325         }
1326         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1327
1328 out_unlocked:
1329         return err;
1330 }
1331
1332 #ifdef CONFIG_COMPAT
1333 struct compat_loop_info {
1334         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1335         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1336         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1337         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1338         compat_int_t    lo_offset;
1339         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1340         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1341         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1342         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1343         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1344         compat_ulong_t  lo_init[2];
1345         char            reserved[4];
1346 };
1347
1348 /*
1349  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1350  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1351  */
1352 static noinline int
1353 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1354                         struct loop_info64 *info64)
1355 {
1356         struct compat_loop_info info;
1357
1358         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1359                 return -EFAULT;
1360
1361         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1362         info64->lo_number = info.lo_number;
1363         info64->lo_device = info.lo_device;
1364         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1365         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1366         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1367         info64->lo_sizelimit = 0;
1368         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1369         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1370         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1371         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1372         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1373         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1374                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1375         else
1376                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1377         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1378         return 0;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1383  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1384  */
1385 static noinline int
1386 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1387                       struct compat_loop_info __user *arg)
1388 {
1389         struct compat_loop_info info;
1390
1391         memset(&info, 0, sizeof(info));
1392         info.lo_number = info64->lo_number;
1393         info.lo_device = info64->lo_device;
1394         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1395         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1396         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1397         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1398         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1399         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1400         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1401         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1402         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1403                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1404         else
1405                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1406         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1407
1408         /* error in case values were truncated */
1409         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1410             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1411             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1412             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1413             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1414             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1415                 return -EOVERFLOW;
1416
1417         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1418                 return -EFAULT;
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 static int
1423 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1424                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1425 {
1426         struct loop_info64 info64;
1427         int ret;
1428
1429         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1430         if (ret < 0)
1431                 return ret;
1432         return loop_set_status(lo, &info64);
1433 }
1434
1435 static int
1436 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1437                        struct compat_loop_info __user *arg)
1438 {
1439         struct loop_info64 info64;
1440         int err = 0;
1441
1442         if (!arg)
1443                 err = -EINVAL;
1444         if (!err)
1445                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1446         if (!err)
1447                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1448         return err;
1449 }
1450
1451 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1452                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1453 {
1454         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1455         int err;
1456
1457         switch(cmd) {
1458         case LOOP_SET_STATUS:
1459                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1460                 err = loop_set_status_compat(
1461                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1462                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1463                 break;
1464         case LOOP_GET_STATUS:
1465                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1466                 err = loop_get_status_compat(
1467                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1468                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1469                 break;
1470         case LOOP_SET_CAPACITY:
1471         case LOOP_CLR_FD:
1472         case LOOP_GET_STATUS64:
1473         case LOOP_SET_STATUS64:
1474                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1475         case LOOP_SET_FD:
1476         case LOOP_CHANGE_FD:
1477                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1478                 break;
1479         default:
1480                 err = -ENOIOCTLCMD;
1481                 break;
1482         }
1483         return err;
1484 }
1485 #endif
1486
1487 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1488 {
1489         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1490
1491         mutex_lock(&loop_mutex);
1492         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1493         lo->lo_refcnt++;
1494         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1495         mutex_unlock(&loop_mutex);
1496
1497         return 0;
1498 }
1499
1500 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1501 {
1502         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1503         int err;
1504
1505         mutex_lock(&loop_mutex);
1506         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1507
1508         if (--lo->lo_refcnt)
1509                 goto out;
1510
1511         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1512                 /*
1513                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1514                  * and remove configuration after last close.
1515                  */
1516                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1517                 if (!err)
1518                         goto out_unlocked;
1519         } else {
1520                 /*
1521                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1522                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1523                  */
1524                 loop_flush(lo);
1525         }
1526
1527 out:
1528         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1529 out_unlocked:
1530         mutex_unlock(&loop_mutex);
1531         return 0;
1532 }
1533
1534 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1535         .owner =        THIS_MODULE,
1536         .open =         lo_open,
1537         .release =      lo_release,
1538         .ioctl =        lo_ioctl,
1539 #ifdef CONFIG_COMPAT
1540         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1541 #endif
1542 };
1543
1544 /*
1545  * And now the modules code and kernel interface.
1546  */
1547 static int max_loop;
1548 module_param(max_loop, int, 0);
1549 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1550 module_param(max_part, int, 0);
1551 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1552 MODULE_LICENSE("GPL");
1553 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1554
1555 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1556 {
1557         unsigned int n = funcs->number;
1558
1559         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1560                 return -EINVAL;
1561         xfer_funcs[n] = funcs;
1562         return 0;
1563 }
1564
1565 int loop_unregister_transfer(int number)
1566 {
1567         unsigned int n = number;
1568         struct loop_device *lo;
1569         struct loop_func_table *xfer;
1570
1571         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1572                 return -EINVAL;
1573
1574         xfer_funcs[n] = NULL;
1575
1576         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1577                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1578
1579                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1580                         loop_release_xfer(lo);
1581
1582                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1583         }
1584
1585         return 0;
1586 }
1587
1588 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1589 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1590
1591 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1592 {
1593         struct loop_device *lo;
1594         struct gendisk *disk;
1595
1596         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1597         if (!lo)
1598                 goto out;
1599
1600         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1601         if (!lo->lo_queue)
1602                 goto out_free_dev;
1603
1604         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1605         if (!disk)
1606                 goto out_free_queue;
1607
1608         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1609         lo->lo_number           = i;
1610         lo->lo_thread           = NULL;
1611         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1612         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1613         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1614         disk->first_minor       = i << part_shift;
1615         disk->fops              = &lo_fops;
1616         disk->private_data      = lo;
1617         disk->queue             = lo->lo_queue;
1618         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1619         return lo;
1620
1621 out_free_queue:
1622         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1623 out_free_dev:
1624         kfree(lo);
1625 out:
1626         return NULL;
1627 }
1628
1629 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1630 {
1631         if (!lo->lo_queue->queue_lock)
1632                 lo->lo_queue->queue_lock = &lo->lo_queue->__queue_lock;
1633
1634         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1635         put_disk(lo->lo_disk);
1636         list_del(&lo->lo_list);
1637         kfree(lo);
1638 }
1639
1640 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1641 {
1642         struct loop_device *lo;
1643
1644         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1645                 if (lo->lo_number == i)
1646                         return lo;
1647         }
1648
1649         lo = loop_alloc(i);
1650         if (lo) {
1651                 add_disk(lo->lo_disk);
1652                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1653         }
1654         return lo;
1655 }
1656
1657 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1658 {
1659         del_gendisk(lo->lo_disk);
1660         loop_free(lo);
1661 }
1662
1663 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1664 {
1665         struct loop_device *lo;
1666         struct kobject *kobj;
1667
1668         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1669         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1670         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1671         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1672
1673         *part = 0;
1674         return kobj;
1675 }
1676
1677 static int __init loop_init(void)
1678 {
1679         int i, nr;
1680         unsigned long range;
1681         struct loop_device *lo, *next;
1682
1683         /*
1684          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1685          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1686          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1687          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1688          * tool, we do the following:
1689          *
1690          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1691          *     also becomes a hard limit.
1692          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1693          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1694          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1695          *     device on-demand.
1696          */
1697
1698         part_shift = 0;
1699         if (max_part > 0)
1700                 part_shift = fls(max_part);
1701
1702         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1703                 return -EINVAL;
1704
1705         if (max_loop) {
1706                 nr = max_loop;
1707                 range = max_loop;
1708         } else {
1709                 nr = 8;
1710                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1711         }
1712
1713         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1714                 return -EIO;
1715
1716         for (i = 0; i < nr; i++) {
1717                 lo = loop_alloc(i);
1718                 if (!lo)
1719                         goto Enomem;
1720                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1721         }
1722
1723         /* point of no return */
1724
1725         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1726                 add_disk(lo->lo_disk);
1727
1728         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1729                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1730
1731         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1732         return 0;
1733
1734 Enomem:
1735         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1736
1737         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1738                 loop_free(lo);
1739
1740         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1741         return -ENOMEM;
1742 }
1743
1744 static void __exit loop_exit(void)
1745 {
1746         unsigned long range;
1747         struct loop_device *lo, *next;
1748
1749         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1750
1751         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1752                 loop_del_one(lo);
1753
1754         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1755         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1756 }
1757
1758 module_init(loop_init);
1759 module_exit(loop_exit);
1760
1761 #ifndef MODULE
1762 static int __init max_loop_setup(char *str)
1763 {
1764         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1765         return 1;
1766 }
1767
1768 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1769 #endif