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/compat.h>
  67 #include <linux/suspend.h>
  68 #include <linux/freezer.h>
  69 #include <linux/mutex.h>
  70 #include <linux/writeback.h>
  71 #include <linux/completion.h>
  72 #include <linux/highmem.h>
  73 #include <linux/kthread.h>
  74 #include <linux/splice.h>
  75 #include <linux/sysfs.h>
  76 #include <linux/miscdevice.h>
  77 #include <linux/falloc.h>
  78 #include <linux/uio.h>
  79 #include "loop.h"
  80
  81 #include <asm/uaccess.h>
  82
  83 static DEFINE_IDR(loop_index_idr);
  84 static DEFINE_MUTEX(loop_index_mutex);
  85
  86 static int max_part;
  87 static int part_shift;
  88
  89 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
  90                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  91                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  92                         int size, sector_t real_block)
  93 {
  94         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page) + raw_off;
  95         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page) + loop_off;
  96         char *in, *out, *key;
  97         int i, keysize;
  98
  99         if (cmd == READ) {
 100                 in = raw_buf;
 101                 out = loop_buf;
 102         } else {
 103                 in = loop_buf;
 104                 out = raw_buf;
 105         }
 106
 107         key = lo->lo_encrypt_key;
 108         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 109         for (i = 0; i < size; i++)
 110                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 111
 112         kunmap_atomic(loop_buf);
 113         kunmap_atomic(raw_buf);
 114         cond_resched();
 115         return 0;
 116 }
 117
 118 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 119 {
 120         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 121                 return -EINVAL;
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 static struct loop_func_table none_funcs = {
 126         .number = LO_CRYPT_NONE,
 127 };
 128
 129 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 130         .number = LO_CRYPT_XOR,
 131         .transfer = transfer_xor,
 132         .init = xor_init
 133 };
 134
 135 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 136 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 137         &none_funcs,
 138         &xor_funcs
 139 };
 140
 141 static loff_t get_size(loff_t offset, loff_t sizelimit, struct file *file)
 142 {
 143         loff_t loopsize;
 144
 145         /* Compute loopsize in bytes */
 146         loopsize = i_size_read(file->f_mapping->host);
 147         if (offset > 0)
 148                 loopsize -= offset;
 149         /* offset is beyond i_size, weird but possible */
 150         if (loopsize < 0)
 151                 return 0;
 152
 153         if (sizelimit > 0 && sizelimit < loopsize)
 154                 loopsize = sizelimit;
 155         /*
 156          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 157          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 158          */
 159         return loopsize >> 9;
 160 }
 161
 162 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 163 {
 164         return get_size(lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit, file);
 165 }
 166
 167 static void __loop_update_dio(struct loop_device *lo, bool dio)
 168 {
 169         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 170         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 171         struct inode *inode = mapping->host;
 172         unsigned short sb_bsize = 0;
 173         unsigned dio_align = 0;
 174         bool use_dio;
 175
 176         if (inode->i_sb->s_bdev) {
 177                 sb_bsize = bdev_logical_block_size(inode->i_sb->s_bdev);
 178                 dio_align = sb_bsize - 1;
 179         }
 180
 181         /*
 182          * We support direct I/O only if lo_offset is aligned with the
 183          * logical I/O size of backing device, and the logical block
 184          * size of loop is bigger than the backing device's and the loop
 185          * needn't transform transfer.
 186          *
 187          * TODO: the above condition may be loosed in the future, and
 188          * direct I/O may be switched runtime at that time because most
 189          * of requests in sane appplications should be PAGE_SIZE algined
 190          */
 191         if (dio) {
 192                 if (queue_logical_block_size(lo->lo_queue) >= sb_bsize &&
 193                                 !(lo->lo_offset & dio_align) &&
 194                                 mapping->a_ops->direct_IO &&
 195                                 !lo->transfer)
 196                         use_dio = true;
 197                 else
 198                         use_dio = false;
 199         } else {
 200                 use_dio = false;
 201         }
 202
 203         if (lo->use_dio == use_dio)
 204                 return;
 205
 206         /* flush dirty pages before changing direct IO */
 207         vfs_fsync(file, 0);
 208
 209         /*
 210          * The flag of LO_FLAGS_DIRECT_IO is handled similarly with
 211          * LO_FLAGS_READ_ONLY, both are set from kernel, and losetup
 212          * will get updated by ioctl(LOOP_GET_STATUS)
 213          */
 214         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 215         lo->use_dio = use_dio;
 216         if (use_dio)
 217                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 218         else
 219                 lo->lo_flags &= ~LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 220         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 221 }
 222
 223 static int
 224 figure_loop_size(struct loop_device *lo, loff_t offset, loff_t sizelimit)
 225 {
 226         loff_t size = get_size(offset, sizelimit, lo->lo_backing_file);
 227         sector_t x = (sector_t)size;
 228         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
 229
 230         if (unlikely((loff_t)x != size))
 231                 return -EFBIG;
 232         if (lo->lo_offset != offset)
 233                 lo->lo_offset = offset;
 234         if (lo->lo_sizelimit != sizelimit)
 235                 lo->lo_sizelimit = sizelimit;
 236         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 237         bd_set_size(bdev, (loff_t)get_capacity(bdev->bd_disk) << 9);
 238         /* let user-space know about the new size */
 239         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 static inline int
 244 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 245                struct page *rpage, unsigned roffs,
 246                struct page *lpage, unsigned loffs,
 247                int size, sector_t rblock)
 248 {
 249         int ret;
 250
 251         ret = lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 252         if (likely(!ret))
 253                 return 0;
 254
 255         printk_ratelimited(KERN_ERR
 256                 "loop: Transfer error at byte offset %llu, length %i.\n",
 257                 (unsigned long long)rblock << 9, size);
 258         return ret;
 259 }
 260
 261 static int lo_write_bvec(struct file *file, struct bio_vec *bvec, loff_t *ppos)
 262 {
 263         struct iov_iter i;
 264         ssize_t bw;
 265
 266         iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, bvec, 1, bvec->bv_len);
 267
 268         file_start_write(file);
 269         bw = vfs_iter_write(file, &i, ppos);
 270         file_end_write(file);
 271
 272         if (likely(bw ==  bvec->bv_len))
 273                 return 0;
 274
 275         printk_ratelimited(KERN_ERR
 276                 "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 277                 (unsigned long long)*ppos, bvec->bv_len);
 278         if (bw >= 0)
 279                 bw = -EIO;
 280         return bw;
 281 }
 282
 283 static int lo_write_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 284                 loff_t pos)
 285 {
 286         struct bio_vec bvec;
 287         struct req_iterator iter;
 288         int ret = 0;
 289
 290         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 291                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &bvec, &pos);
 292                 if (ret < 0)
 293                         break;
 294                 cond_resched();
 295         }
 296
 297         return ret;
 298 }
 299
 300 /*
 301  * This is the slow, transforming version that needs to double buffer the
 302  * data as it cannot do the transformations in place without having direct
 303  * access to the destination pages of the backing file.
 304  */
 305 static int lo_write_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 306                 loff_t pos)
 307 {
 308         struct bio_vec bvec, b;
 309         struct req_iterator iter;
 310         struct page *page;
 311         int ret = 0;
 312
 313         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 314         if (unlikely(!page))
 315                 return -ENOMEM;
 316
 317         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 318                 ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec.bv_page,
 319                         bvec.bv_offset, bvec.bv_len, pos >> 9);
 320                 if (unlikely(ret))
 321                         break;
 322
 323                 b.bv_page = page;
 324                 b.bv_offset = 0;
 325                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 326                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &b, &pos);
 327                 if (ret < 0)
 328                         break;
 329         }
 330
 331         __free_page(page);
 332         return ret;
 333 }
 334
 335 static int lo_read_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 336                 loff_t pos)
 337 {
 338         struct bio_vec bvec;
 339         struct req_iterator iter;
 340         struct iov_iter i;
 341         ssize_t len;
 342
 343         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 344                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &bvec, 1, bvec.bv_len);
 345                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
 346                 if (len < 0)
 347                         return len;
 348
 349                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 350
 351                 if (len != bvec.bv_len) {
 352                         struct bio *bio;
 353
 354                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 355                                 zero_fill_bio(bio);
 356                         break;
 357                 }
 358                 cond_resched();
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 static int lo_read_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 365                 loff_t pos)
 366 {
 367         struct bio_vec bvec, b;
 368         struct req_iterator iter;
 369         struct iov_iter i;
 370         struct page *page;
 371         ssize_t len;
 372         int ret = 0;
 373
 374         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 375         if (unlikely(!page))
 376                 return -ENOMEM;
 377
 378         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 379                 loff_t offset = pos;
 380
 381                 b.bv_page = page;
 382                 b.bv_offset = 0;
 383                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 384
 385                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &b, 1, b.bv_len);
 386                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
 387                 if (len < 0) {
 388                         ret = len;
 389                         goto out_free_page;
 390                 }
 391
 392                 ret = lo_do_transfer(lo, READ, page, 0, bvec.bv_page,
 393                         bvec.bv_offset, len, offset >> 9);
 394                 if (ret)
 395                         goto out_free_page;
 396
 397                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 398
 399                 if (len != bvec.bv_len) {
 400                         struct bio *bio;
 401
 402                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 403                                 zero_fill_bio(bio);
 404                         break;
 405                 }
 406         }
 407
 408         ret = 0;
 409 out_free_page:
 410         __free_page(page);
 411         return ret;
 412 }
 413
 414 static int lo_discard(struct loop_device *lo, struct request *rq, loff_t pos)
 415 {
 416         /*
 417          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 418          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 419          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 420          * useful information.
 421          */
 422         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 423         int mode = FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 424         int ret;
 425
 426         if ((!file->f_op->fallocate) || lo->lo_encrypt_key_size) {
 427                 ret = -EOPNOTSUPP;
 428                 goto out;
 429         }
 430
 431         ret = file->f_op->fallocate(file, mode, pos, blk_rq_bytes(rq));
 432         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL && ret != -EOPNOTSUPP))
 433                 ret = -EIO;
 434  out:
 435         return ret;
 436 }
 437
 438 static int lo_req_flush(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 439 {
 440         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 441         int ret = vfs_fsync(file, 0);
 442         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL))
 443                 ret = -EIO;
 444
 445         return ret;
 446 }
 447
 448 static inline void handle_partial_read(struct loop_cmd *cmd, long bytes)
 449 {
 450         if (bytes < 0 || (cmd->rq->cmd_flags & REQ_WRITE))
 451                 return;
 452
 453         if (unlikely(bytes < blk_rq_bytes(cmd->rq))) {
 454                 struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 455
 456                 bio_advance(bio, bytes);
 457                 zero_fill_bio(bio);
 458         }
 459 }
 460
 461 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 462 {
 463         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 464         struct request *rq = cmd->rq;
 465
 466         handle_partial_read(cmd, ret);
 467
 468         if (ret > 0)
 469                 ret = 0;
 470         else if (ret < 0)
 471                 ret = -EIO;
 472
 473         rq->errors = ret;
 474         blk_mq_complete_request(rq);
 475 }
 476
 477 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 478                      loff_t pos, bool rw)
 479 {
 480         struct iov_iter iter;
 481         struct bio_vec *bvec;
 482         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 483         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 484         int ret;
 485
 486         /* nomerge for loop request queue */
 487         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
 488
 489         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 490         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
 491                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
 492
 493         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 494         cmd->iocb.ki_filp = file;
 495         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 496         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 497
 498         if (rw == WRITE)
 499                 ret = file->f_op->write_iter(&cmd->iocb, &iter);
 500         else
 501                 ret = file->f_op->read_iter(&cmd->iocb, &iter);
 502
 503         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 504                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 505         return 0;
 506 }
 507
 508
 509 static inline int lo_rw_simple(struct loop_device *lo,
 510                 struct request *rq, loff_t pos, bool rw)
 511 {
 512         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 513
 514         if (cmd->use_aio)
 515                 return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, rw);
 516
 517         /*
 518          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 519          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 520          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 521          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 522          * this in io submit style function which submits all segments
 523          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 524          * run flush_dcache_page().
 525          */
 526         if (rw == WRITE)
 527                 return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 528         else
 529                 return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 530 }
 531
 532 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 533 {
 534         loff_t pos;
 535         int ret;
 536
 537         pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 538
 539         if (rq->cmd_flags & REQ_WRITE) {
 540                 if (rq->cmd_flags & REQ_FLUSH)
 541                         ret = lo_req_flush(lo, rq);
 542                 else if (rq->cmd_flags & REQ_DISCARD)
 543                         ret = lo_discard(lo, rq, pos);
 544                 else if (lo->transfer)
 545                         ret = lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 546                 else
 547                         ret = lo_rw_simple(lo, rq, pos, WRITE);
 548
 549         } else {
 550                 if (lo->transfer)
 551                         ret = lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 552                 else
 553                         ret = lo_rw_simple(lo, rq, pos, READ);
 554         }
 555
 556         return ret;
 557 }
 558
 559 struct switch_request {
 560         struct file *file;
 561         struct completion wait;
 562 };
 563
 564 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 565 {
 566         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
 567                         lo->use_dio);
 568 }
 569
 570 /*
 571  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 572  */
 573 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 574 {
 575         struct file *file = p->file;
 576         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 577         struct address_space *mapping;
 578
 579         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 580         if (!file)
 581                 return;
 582
 583         mapping = file->f_mapping;
 584         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 585         lo->lo_backing_file = file;
 586         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 587                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 588         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 589         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 590         loop_update_dio(lo);
 591 }
 592
 593 /*
 594  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 595  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 596  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 597  */
 598 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 599 {
 600         struct switch_request w;
 601
 602         w.file = file;
 603
 604         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
 605         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 606
 607         /* do the switch action */
 608         do_loop_switch(lo, &w);
 609
 610         /* unfreeze */
 611         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 612
 613         return 0;
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 618  */
 619 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 620 {
 621         return loop_switch(lo, NULL);
 622 }
 623
 624 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 625                                    struct block_device *bdev)
 626 {
 627         int rc;
 628
 629         /*
 630          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 631          * acquire it if this function is called in such case.
 632          *
 633          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 634          * must be at least one and it can only become zero when the
 635          * current holder is released.
 636          */
 637         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 638                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 639         else
 640                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 641         if (rc)
 642                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 643                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 644 }
 645
 646 /*
 647  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 648  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 649  * the original file and in High Availability environments to switch to
 650  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 651  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 652  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 653  */
 654 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 655                           unsigned int arg)
 656 {
 657         struct file     *file, *old_file;
 658         struct inode    *inode;
 659         int             error;
 660
 661         error = -ENXIO;
 662         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 663                 goto out;
 664
 665         /* the loop device has to be read-only */
 666         error = -EINVAL;
 667         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 668                 goto out;
 669
 670         error = -EBADF;
 671         file = fget(arg);
 672         if (!file)
 673                 goto out;
 674
 675         inode = file->f_mapping->host;
 676         old_file = lo->lo_backing_file;
 677
 678         error = -EINVAL;
 679
 680         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 681                 goto out_putf;
 682
 683         /* size of the new backing store needs to be the same */
 684         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 685                 goto out_putf;
 686
 687         /* and ... switch */
 688         error = loop_switch(lo, file);
 689         if (error)
 690                 goto out_putf;
 691
 692         fput(old_file);
 693         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 694                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 695         return 0;
 696
 697  out_putf:
 698         fput(file);
 699  out:
 700         return error;
 701 }
 702
 703 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 704 {
 705         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 706
 707         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 708 }
 709
 710 /* loop sysfs attributes */
 711
 712 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 713                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 714 {
 715         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 716         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 717
 718         return callback(lo, page);
 719 }
 720
 721 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 722 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 723 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 724                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 725 {                                                                       \
 726         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 727 }                                                                       \
 728 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 729         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 730
 731 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 732 {
 733         ssize_t ret;
 734         char *p = NULL;
 735
 736         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 737         if (lo->lo_backing_file)
 738                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 739         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 740
 741         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 742                 ret = PTR_ERR(p);
 743         else {
 744                 ret = strlen(p);
 745                 memmove(buf, p, ret);
 746                 buf[ret++] = '\n';
 747                 buf[ret] = 0;
 748         }
 749
 750         return ret;
 751 }
 752
 753 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 754 {
 755         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 756 }
 757
 758 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 759 {
 760         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 761 }
 762
 763 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 764 {
 765         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 766
 767         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 768 }
 769
 770 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 771 {
 772         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 773
 774         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 775 }
 776
 777 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 778 {
 779         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 780
 781         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 782 }
 783
 784 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 785 LOOP_ATTR_RO(offset);
 786 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 787 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 788 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 789 LOOP_ATTR_RO(dio);
 790
 791 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 792         &loop_attr_backing_file.attr,
 793         &loop_attr_offset.attr,
 794         &loop_attr_sizelimit.attr,
 795         &loop_attr_autoclear.attr,
 796         &loop_attr_partscan.attr,
 797         &loop_attr_dio.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 void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 819 {
 820         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 821         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 822         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 823
 824         /*
 825          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 826          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 827          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 828          * useful information.
 829          */
 830         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 831             lo->lo_encrypt_key_size) {
 832                 q->limits.discard_granularity = 0;
 833                 q->limits.discard_alignment = 0;
 834                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 835                 q->limits.discard_zeroes_data = 0;
 836                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 837                 return;
 838         }
 839
 840         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 841         q->limits.discard_alignment = 0;
 842         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 843         q->limits.discard_zeroes_data = 1;
 844         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 845 }
 846
 847 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 848 {
 849         flush_kthread_worker(&lo->worker);
 850         kthread_stop(lo->worker_task);
 851 }
 852
 853 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 854 {
 855         init_kthread_worker(&lo->worker);
 856         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
 857                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 858         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 859                 return -ENOMEM;
 860         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 861         return 0;
 862 }
 863
 864 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 865                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 866 {
 867         struct file     *file, *f;
 868         struct inode    *inode;
 869         struct address_space *mapping;
 870         unsigned lo_blocksize;
 871         int             lo_flags = 0;
 872         int             error;
 873         loff_t          size;
 874
 875         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 876         __module_get(THIS_MODULE);
 877
 878         error = -EBADF;
 879         file = fget(arg);
 880         if (!file)
 881                 goto out;
 882
 883         error = -EBUSY;
 884         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 885                 goto out_putf;
 886
 887         /* Avoid recursion */
 888         f = file;
 889         while (is_loop_device(f)) {
 890                 struct loop_device *l;
 891
 892                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 893                         goto out_putf;
 894
 895                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 896                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 897                         error = -EINVAL;
 898                         goto out_putf;
 899                 }
 900                 f = l->lo_backing_file;
 901         }
 902
 903         mapping = file->f_mapping;
 904         inode = mapping->host;
 905
 906         error = -EINVAL;
 907         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 908                 goto out_putf;
 909
 910         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 911             !file->f_op->write_iter)
 912                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 913
 914         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 915                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 916
 917         error = -EFBIG;
 918         size = get_loop_size(lo, file);
 919         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 920                 goto out_putf;
 921         error = loop_prepare_queue(lo);
 922         if (error)
 923                 goto out_putf;
 924
 925         error = 0;
 926
 927         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 928
 929         lo->use_dio = false;
 930         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 931         lo->lo_device = bdev;
 932         lo->lo_flags = lo_flags;
 933         lo->lo_backing_file = file;
 934         lo->transfer = NULL;
 935         lo->ioctl = NULL;
 936         lo->lo_sizelimit = 0;
 937         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 938         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 939
 940         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 941                 blk_queue_flush(lo->lo_queue, REQ_FLUSH);
 942
 943         loop_update_dio(lo);
 944         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 945         bd_set_size(bdev, size << 9);
 946         loop_sysfs_init(lo);
 947         /* let user-space know about the new size */
 948         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 949
 950         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 951
 952         lo->lo_state = Lo_bound;
 953         if (part_shift)
 954                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 955         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 956                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 957
 958         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 959          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 960          */
 961         bdgrab(bdev);
 962         return 0;
 963
 964  out_putf:
 965         fput(file);
 966  out:
 967         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 968         module_put(THIS_MODULE);
 969         return error;
 970 }
 971
 972 static int
 973 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 974 {
 975         int err = 0;
 976         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 977
 978         if (xfer) {
 979                 if (xfer->release)
 980                         err = xfer->release(lo);
 981                 lo->transfer = NULL;
 982                 lo->lo_encryption = NULL;
 983                 module_put(xfer->owner);
 984         }
 985         return err;
 986 }
 987
 988 static int
 989 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 990                const struct loop_info64 *i)
 991 {
 992         int err = 0;
 993
 994         if (xfer) {
 995                 struct module *owner = xfer->owner;
 996
 997                 if (!try_module_get(owner))
 998                         return -EINVAL;
 999                 if (xfer->init)
1000                         err = xfer->init(lo, i);
1001                 if (err)
1002                         module_put(owner);
1003                 else
1004                         lo->lo_encryption = xfer;
1005         }
1006         return err;
1007 }
1008
1009 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1010 {
1011         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1012         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1013         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1014
1015         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1016                 return -ENXIO;
1017
1018         /*
1019          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1020          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1021          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1022          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1023          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1024          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1025          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1026          * command to fail with EBUSY.
1027          */
1028         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1029                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1030                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1031                 return 0;
1032         }
1033
1034         if (filp == NULL)
1035                 return -EINVAL;
1036
1037         /* freeze request queue during the transition */
1038         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1039
1040         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1041         lo->lo_state = Lo_rundown;
1042         lo->lo_backing_file = NULL;
1043         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1044
1045         loop_release_xfer(lo);
1046         lo->transfer = NULL;
1047         lo->ioctl = NULL;
1048         lo->lo_device = NULL;
1049         lo->lo_encryption = NULL;
1050         lo->lo_offset = 0;
1051         lo->lo_sizelimit = 0;
1052         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1053         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1054         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1055         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1056         if (bdev) {
1057                 bdput(bdev);
1058                 invalidate_bdev(bdev);
1059         }
1060         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1061         loop_sysfs_exit(lo);
1062         if (bdev) {
1063                 bd_set_size(bdev, 0);
1064                 /* let user-space know about this change */
1065                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1066         }
1067         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1068         lo->lo_state = Lo_unbound;
1069         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1070         module_put(THIS_MODULE);
1071         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1072
1073         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1074                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1075         lo->lo_flags = 0;
1076         if (!part_shift)
1077                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1078         loop_unprepare_queue(lo);
1079         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1080         /*
1081          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1082          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1083          * lock dependency possibility warning as fput can take
1084          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1085          */
1086         fput(filp);
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 static int
1091 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1092 {
1093         int err;
1094         struct loop_func_table *xfer;
1095         kuid_t uid = current_uid();
1096
1097         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1098             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1099             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1100                 return -EPERM;
1101         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1102                 return -ENXIO;
1103         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1104                 return -EINVAL;
1105
1106         err = loop_release_xfer(lo);
1107         if (err)
1108                 return err;
1109
1110         if (info->lo_encrypt_type) {
1111                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1112
1113                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1114                         return -EINVAL;
1115                 xfer = xfer_funcs[type];
1116                 if (xfer == NULL)
1117                         return -EINVAL;
1118         } else
1119                 xfer = NULL;
1120
1121         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1122         if (err)
1123                 return err;
1124
1125         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1126             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit)
1127                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit))
1128                         return -EFBIG;
1129
1130         loop_config_discard(lo);
1131
1132         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1133         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1134         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1135         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1136
1137         if (!xfer)
1138                 xfer = &none_funcs;
1139         lo->transfer = xfer->transfer;
1140         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1141
1142         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1143              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1144                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1145
1146         if ((info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1147              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1148                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1149                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1150                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1151         }
1152
1153         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1154         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1155         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1156         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1157                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1158                        info->lo_encrypt_key_size);
1159                 lo->lo_key_owner = uid;
1160         }
1161
1162         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1163         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1164
1165         return 0;
1166 }
1167
1168 static int
1169 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1170 {
1171         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1172         struct kstat stat;
1173         int error;
1174
1175         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1176                 return -ENXIO;
1177         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat);
1178         if (error)
1179                 return error;
1180         memset(info, 0, sizeof(*info));
1181         info->lo_number = lo->lo_number;
1182         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1183         info->lo_inode = stat.ino;
1184         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1185         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1186         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1187         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1188         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1189         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1190         info->lo_encrypt_type =
1191                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1192         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1193                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1194                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1195                        lo->lo_encrypt_key_size);
1196         }
1197         return 0;
1198 }
1199
1200 static void
1201 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1202 {
1203         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1204         info64->lo_number = info->lo_number;
1205         info64->lo_device = info->lo_device;
1206         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1207         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1208         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1209         info64->lo_sizelimit = 0;
1210         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1211         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1212         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1213         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1214         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1215         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1216                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1217         else
1218                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1219         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1220 }
1221
1222 static int
1223 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1224 {
1225         memset(info, 0, sizeof(*info));
1226         info->lo_number = info64->lo_number;
1227         info->lo_device = info64->lo_device;
1228         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1229         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1230         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1231         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1232         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1233         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1234         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1235         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1236         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1237                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1238         else
1239                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1240         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1241
1242         /* error in case values were truncated */
1243         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1244             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1245             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1246             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1247                 return -EOVERFLOW;
1248
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 static int
1253 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1254 {
1255         struct loop_info info;
1256         struct loop_info64 info64;
1257
1258         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1259                 return -EFAULT;
1260         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1261         return loop_set_status(lo, &info64);
1262 }
1263
1264 static int
1265 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1266 {
1267         struct loop_info64 info64;
1268
1269         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1270                 return -EFAULT;
1271         return loop_set_status(lo, &info64);
1272 }
1273
1274 static int
1275 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1276         struct loop_info info;
1277         struct loop_info64 info64;
1278         int err = 0;
1279
1280         if (!arg)
1281                 err = -EINVAL;
1282         if (!err)
1283                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1284         if (!err)
1285                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1286         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1287                 err = -EFAULT;
1288
1289         return err;
1290 }
1291
1292 static int
1293 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1294         struct loop_info64 info64;
1295         int err = 0;
1296
1297         if (!arg)
1298                 err = -EINVAL;
1299         if (!err)
1300                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1301         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1302                 err = -EFAULT;
1303
1304         return err;
1305 }
1306
1307 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1308 {
1309         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1310                 return -ENXIO;
1311
1312         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1313 }
1314
1315 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1316 {
1317         int error = -ENXIO;
1318         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1319                 goto out;
1320
1321         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1322         if (lo->use_dio == !!arg)
1323                 return 0;
1324         error = -EINVAL;
1325  out:
1326         return error;
1327 }
1328
1329 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1330         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1331 {
1332         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1333         int err;
1334
1335         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1336         switch (cmd) {
1337         case LOOP_SET_FD:
1338                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1339                 break;
1340         case LOOP_CHANGE_FD:
1341                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1342                 break;
1343         case LOOP_CLR_FD:
1344                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1345                 err = loop_clr_fd(lo);
1346                 if (!err)
1347                         goto out_unlocked;
1348                 break;
1349         case LOOP_SET_STATUS:
1350                 err = -EPERM;
1351                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1352                         err = loop_set_status_old(lo,
1353                                         (struct loop_info __user *)arg);
1354                 break;
1355         case LOOP_GET_STATUS:
1356                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1357                 break;
1358         case LOOP_SET_STATUS64:
1359                 err = -EPERM;
1360                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1361                         err = loop_set_status64(lo,
1362                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1363                 break;
1364         case LOOP_GET_STATUS64:
1365                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1366                 break;
1367         case LOOP_SET_CAPACITY:
1368                 err = -EPERM;
1369                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1370                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1371                 break;
1372         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1373                 err = -EPERM;
1374                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1375                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1376                 break;
1377         default:
1378                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1379         }
1380         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1381
1382 out_unlocked:
1383         return err;
1384 }
1385
1386 #ifdef CONFIG_COMPAT
1387 struct compat_loop_info {
1388         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1389         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1390         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1391         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1392         compat_int_t    lo_offset;
1393         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1394         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1395         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1396         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1397         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1398         compat_ulong_t  lo_init[2];
1399         char            reserved[4];
1400 };
1401
1402 /*
1403  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1404  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1405  */
1406 static noinline int
1407 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1408                         struct loop_info64 *info64)
1409 {
1410         struct compat_loop_info info;
1411
1412         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1413                 return -EFAULT;
1414
1415         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1416         info64->lo_number = info.lo_number;
1417         info64->lo_device = info.lo_device;
1418         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1419         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1420         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1421         info64->lo_sizelimit = 0;
1422         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1423         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1424         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1425         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1426         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1427         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1428                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1429         else
1430                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1431         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1432         return 0;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1437  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1438  */
1439 static noinline int
1440 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1441                       struct compat_loop_info __user *arg)
1442 {
1443         struct compat_loop_info info;
1444
1445         memset(&info, 0, sizeof(info));
1446         info.lo_number = info64->lo_number;
1447         info.lo_device = info64->lo_device;
1448         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1449         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1450         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1451         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1452         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1453         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1454         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1455         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1456         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1457                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1458         else
1459                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1460         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1461
1462         /* error in case values were truncated */
1463         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1464             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1465             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1466             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1467             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1468             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1469                 return -EOVERFLOW;
1470
1471         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1472                 return -EFAULT;
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 static int
1477 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1478                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1479 {
1480         struct loop_info64 info64;
1481         int ret;
1482
1483         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1484         if (ret < 0)
1485                 return ret;
1486         return loop_set_status(lo, &info64);
1487 }
1488
1489 static int
1490 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1491                        struct compat_loop_info __user *arg)
1492 {
1493         struct loop_info64 info64;
1494         int err = 0;
1495
1496         if (!arg)
1497                 err = -EINVAL;
1498         if (!err)
1499                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1500         if (!err)
1501                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1502         return err;
1503 }
1504
1505 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1506                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1507 {
1508         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1509         int err;
1510
1511         switch(cmd) {
1512         case LOOP_SET_STATUS:
1513                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1514                 err = loop_set_status_compat(
1515                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1516                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1517                 break;
1518         case LOOP_GET_STATUS:
1519                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1520                 err = loop_get_status_compat(
1521                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1522                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1523                 break;
1524         case LOOP_SET_CAPACITY:
1525         case LOOP_CLR_FD:
1526         case LOOP_GET_STATUS64:
1527         case LOOP_SET_STATUS64:
1528                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1529         case LOOP_SET_FD:
1530         case LOOP_CHANGE_FD:
1531                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1532                 break;
1533         default:
1534                 err = -ENOIOCTLCMD;
1535                 break;
1536         }
1537         return err;
1538 }
1539 #endif
1540
1541 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1542 {
1543         struct loop_device *lo;
1544         int err = 0;
1545
1546         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1547         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1548         if (!lo) {
1549                 err = -ENXIO;
1550                 goto out;
1551         }
1552
1553         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1554 out:
1555         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1556         return err;
1557 }
1558
1559 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1560 {
1561         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1562         int err;
1563
1564         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1565                 return;
1566
1567         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1568         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1569                 /*
1570                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1571                  * and remove configuration after last close.
1572                  */
1573                 err = loop_clr_fd(lo);
1574                 if (!err)
1575                         return;
1576         } else {
1577                 /*
1578                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1579                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1580                  */
1581                 loop_flush(lo);
1582         }
1583
1584         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1585 }
1586
1587 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1588         .owner =        THIS_MODULE,
1589         .open =         lo_open,
1590         .release =      lo_release,
1591         .ioctl =        lo_ioctl,
1592 #ifdef CONFIG_COMPAT
1593         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1594 #endif
1595 };
1596
1597 /*
1598  * And now the modules code and kernel interface.
1599  */
1600 static int max_loop;
1601 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1602 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1603 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1604 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1605 MODULE_LICENSE("GPL");
1606 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1607
1608 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1609 {
1610         unsigned int n = funcs->number;
1611
1612         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1613                 return -EINVAL;
1614         xfer_funcs[n] = funcs;
1615         return 0;
1616 }
1617
1618 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1619 {
1620         struct loop_device *lo = ptr;
1621         struct loop_func_table *xfer = data;
1622
1623         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1624         if (lo->lo_encryption == xfer)
1625                 loop_release_xfer(lo);
1626         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1627         return 0;
1628 }
1629
1630 int loop_unregister_transfer(int number)
1631 {
1632         unsigned int n = number;
1633         struct loop_func_table *xfer;
1634
1635         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1636                 return -EINVAL;
1637
1638         xfer_funcs[n] = NULL;
1639         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1640         return 0;
1641 }
1642
1643 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1644 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1645
1646 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1647                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1648 {
1649         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1650         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1651
1652         blk_mq_start_request(bd->rq);
1653
1654         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1655                 return -EIO;
1656
1657         if (lo->use_dio && !(cmd->rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH |
1658                                         REQ_DISCARD)))
1659                 cmd->use_aio = true;
1660         else
1661                 cmd->use_aio = false;
1662
1663         queue_kthread_work(&lo->worker, &cmd->work);
1664
1665         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1666 }
1667
1668 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1669 {
1670         const bool write = cmd->rq->cmd_flags & REQ_WRITE;
1671         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1672         int ret = -EIO;
1673
1674         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
1675                 goto failed;
1676
1677         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1678
1679  failed:
1680         if (ret)
1681                 cmd->rq->errors = -EIO;
1682         /* complete non-aio request */
1683         if (!cmd->use_aio || ret)
1684                 blk_mq_complete_request(cmd->rq);
1685 }
1686
1687 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1688 {
1689         struct loop_cmd *cmd =
1690                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1691
1692         loop_handle_cmd(cmd);
1693 }
1694
1695 static int loop_init_request(void *data, struct request *rq,
1696                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
1697                 unsigned int numa_node)
1698 {
1699         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1700
1701         cmd->rq = rq;
1702         init_kthread_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1703
1704         return 0;
1705 }
1706
1707 static struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1708         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1709         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
1710         .init_request   = loop_init_request,
1711 };
1712
1713 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1714 {
1715         struct loop_device *lo;
1716         struct gendisk *disk;
1717         int err;
1718
1719         err = -ENOMEM;
1720         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1721         if (!lo)
1722                 goto out;
1723
1724         lo->lo_state = Lo_unbound;
1725
1726         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1727         if (i >= 0) {
1728                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1729                 if (err == -ENOSPC)
1730                         err = -EEXIST;
1731         } else {
1732                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1733         }
1734         if (err < 0)
1735                 goto out_free_dev;
1736         i = err;
1737
1738         err = -ENOMEM;
1739         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1740         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1741         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1742         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1743         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1744         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1745         lo->tag_set.driver_data = lo;
1746
1747         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1748         if (err)
1749                 goto out_free_idr;
1750
1751         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1752         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1753                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1754                 goto out_cleanup_tags;
1755         }
1756         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1757
1758         /*
1759          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1760          * submitted to backing file is handled page by page.
1761          */
1762         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1763
1764         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1765         if (!disk)
1766                 goto out_free_queue;
1767
1768         /*
1769          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1770          * scanning can be requested individually per-device during its
1771          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1772          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1773          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1774          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1775          * used.
1776          *
1777          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1778          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1779          * multiples of max_part.
1780          *
1781          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1782          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1783          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1784          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1785          */
1786         if (!part_shift)
1787                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1788         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1789         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1790         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1791         lo->lo_number           = i;
1792         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1793         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1794         disk->first_minor       = i << part_shift;
1795         disk->fops              = &lo_fops;
1796         disk->private_data      = lo;
1797         disk->queue             = lo->lo_queue;
1798         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1799         add_disk(disk);
1800         *l = lo;
1801         return lo->lo_number;
1802
1803 out_free_queue:
1804         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1805 out_cleanup_tags:
1806         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1807 out_free_idr:
1808         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1809 out_free_dev:
1810         kfree(lo);
1811 out:
1812         return err;
1813 }
1814
1815 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1816 {
1817         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1818         del_gendisk(lo->lo_disk);
1819         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1820         put_disk(lo->lo_disk);
1821         kfree(lo);
1822 }
1823
1824 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1825 {
1826         struct loop_device *lo = ptr;
1827         struct loop_device **l = data;
1828
1829         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1830                 *l = lo;
1831                 return 1;
1832         }
1833         return 0;
1834 }
1835
1836 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1837 {
1838         struct loop_device *lo;
1839         int ret = -ENODEV;
1840
1841         if (i < 0) {
1842                 int err;
1843
1844                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1845                 if (err == 1) {
1846                         *l = lo;
1847                         ret = lo->lo_number;
1848                 }
1849                 goto out;
1850         }
1851
1852         /* lookup and return a specific i */
1853         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1854         if (lo) {
1855                 *l = lo;
1856                 ret = lo->lo_number;
1857         }
1858 out:
1859         return ret;
1860 }
1861
1862 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1863 {
1864         struct loop_device *lo;
1865         struct kobject *kobj;
1866         int err;
1867
1868         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1869         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1870         if (err < 0)
1871                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1872         if (err < 0)
1873                 kobj = NULL;
1874         else
1875                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1876         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1877
1878         *part = 0;
1879         return kobj;
1880 }
1881
1882 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1883                                unsigned long parm)
1884 {
1885         struct loop_device *lo;
1886         int ret = -ENOSYS;
1887
1888         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1889         switch (cmd) {
1890         case LOOP_CTL_ADD:
1891                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1892                 if (ret >= 0) {
1893                         ret = -EEXIST;
1894                         break;
1895                 }
1896                 ret = loop_add(&lo, parm);
1897                 break;
1898         case LOOP_CTL_REMOVE:
1899                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1900                 if (ret < 0)
1901                         break;
1902                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1903                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1904                         ret = -EBUSY;
1905                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1906                         break;
1907                 }
1908                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1909                         ret = -EBUSY;
1910                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1911                         break;
1912                 }
1913                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1914                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1915                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1916                 loop_remove(lo);
1917                 break;
1918         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1919                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1920                 if (ret >= 0)
1921                         break;
1922                 ret = loop_add(&lo, -1);
1923         }
1924         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1925
1926         return ret;
1927 }
1928
1929 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1930         .open           = nonseekable_open,
1931         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1932         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1933         .owner          = THIS_MODULE,
1934         .llseek         = noop_llseek,
1935 };
1936
1937 static struct miscdevice loop_misc = {
1938         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1939         .name           = "loop-control",
1940         .fops           = &loop_ctl_fops,
1941 };
1942
1943 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1944 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1945
1946 static int __init loop_init(void)
1947 {
1948         int i, nr;
1949         unsigned long range;
1950         struct loop_device *lo;
1951         int err;
1952
1953         err = misc_register(&loop_misc);
1954         if (err < 0)
1955                 return err;
1956
1957         part_shift = 0;
1958         if (max_part > 0) {
1959                 part_shift = fls(max_part);
1960
1961                 /*
1962                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1963                  * to user space so that user can decide correct minor number
1964                  * if [s]he want to create more devices.
1965                  *
1966                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1967                  * for the whole disk.
1968                  */
1969                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1970         }
1971
1972         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1973                 err = -EINVAL;
1974                 goto misc_out;
1975         }
1976
1977         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1978                 err = -EINVAL;
1979                 goto misc_out;
1980         }
1981
1982         /*
1983          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
1984          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
1985          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
1986          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
1987          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
1988          * a 'dead' device node.
1989          */
1990         if (max_loop) {
1991                 nr = max_loop;
1992                 range = max_loop << part_shift;
1993         } else {
1994                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
1995                 range = 1UL << MINORBITS;
1996         }
1997
1998         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
1999                 err = -EIO;
2000                 goto misc_out;
2001         }
2002
2003         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2004                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2005
2006         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2007         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2008         for (i = 0; i < nr; i++)
2009                 loop_add(&lo, i);
2010         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2011
2012         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2013         return 0;
2014
2015 misc_out:
2016         misc_deregister(&loop_misc);
2017         return err;
2018 }
2019
2020 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2021 {
2022         struct loop_device *lo = ptr;
2023
2024         loop_remove(lo);
2025         return 0;
2026 }
2027
2028 static void __exit loop_exit(void)
2029 {
2030         unsigned long range;
2031
2032         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2033
2034         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2035         idr_destroy(&loop_index_idr);
2036
2037         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2038         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2039
2040         misc_deregister(&loop_misc);
2041 }
2042
2043 module_init(loop_init);
2044 module_exit(loop_exit);
2045
2046 #ifndef MODULE
2047 static int __init max_loop_setup(char *str)
2048 {
2049         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2050         return 1;
2051 }
2052
2053 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2054 #endif