Merge branch 'next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/benh/powerpc
[linux-2.6.git] / 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/writeback.h>
71 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
72 #include <linux/completion.h>
73 #include <linux/highmem.h>
74 #include <linux/gfp.h>
75 #include <linux/kthread.h>
76 #include <linux/splice.h>
77
78 #include <asm/uaccess.h>
79
80 static LIST_HEAD(loop_devices);
81 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
82
83 static int max_part;
84 static int part_shift;
85
86 /*
87  * Transfer functions
88  */
89 static int transfer_none(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, KM_USER0) + raw_off;
95         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
96
97         if (cmd == READ)
98                 memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
99         else
100                 memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
101
102         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
103         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
104         cond_resched();
105         return 0;
106 }
107
108 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
109                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
110                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
111                         int size, sector_t real_block)
112 {
113         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
114         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
115         char *in, *out, *key;
116         int i, keysize;
117
118         if (cmd == READ) {
119                 in = raw_buf;
120                 out = loop_buf;
121         } else {
122                 in = loop_buf;
123                 out = raw_buf;
124         }
125
126         key = lo->lo_encrypt_key;
127         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
128         for (i = 0; i < size; i++)
129                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
130
131         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
132         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
133         cond_resched();
134         return 0;
135 }
136
137 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
138 {
139         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
140                 return -EINVAL;
141         return 0;
142 }
143
144 static struct loop_func_table none_funcs = {
145         .number = LO_CRYPT_NONE,
146         .transfer = transfer_none,
147 };      
148
149 static struct loop_func_table xor_funcs = {
150         .number = LO_CRYPT_XOR,
151         .transfer = transfer_xor,
152         .init = xor_init
153 };      
154
155 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
156 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
157         &none_funcs,
158         &xor_funcs
159 };
160
161 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
162 {
163         loff_t size, offset, loopsize;
164
165         /* Compute loopsize in bytes */
166         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
167         offset = lo->lo_offset;
168         loopsize = size - offset;
169         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
170                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
171
172         /*
173          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
174          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
175          */
176         return loopsize >> 9;
177 }
178
179 static int
180 figure_loop_size(struct loop_device *lo)
181 {
182         loff_t size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
183         sector_t x = (sector_t)size;
184
185         if (unlikely((loff_t)x != size))
186                 return -EFBIG;
187
188         set_capacity(lo->lo_disk, x);
189         return 0;                                       
190 }
191
192 static inline int
193 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
194                struct page *rpage, unsigned roffs,
195                struct page *lpage, unsigned loffs,
196                int size, sector_t rblock)
197 {
198         if (unlikely(!lo->transfer))
199                 return 0;
200
201         return lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
202 }
203
204 /**
205  * do_lo_send_aops - helper for writing data to a loop device
206  *
207  * This is the fast version for backing filesystems which implement the address
208  * space operations write_begin and write_end.
209  */
210 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
211                 loff_t pos, struct page *unused)
212 {
213         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
214         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
215         pgoff_t index;
216         unsigned offset, bv_offs;
217         int len, ret;
218
219         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
220         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
221         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
222         bv_offs = bvec->bv_offset;
223         len = bvec->bv_len;
224         while (len > 0) {
225                 sector_t IV;
226                 unsigned size, copied;
227                 int transfer_result;
228                 struct page *page;
229                 void *fsdata;
230
231                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
232                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
233                 if (size > len)
234                         size = len;
235
236                 ret = pagecache_write_begin(file, mapping, pos, size, 0,
237                                                         &page, &fsdata);
238                 if (ret)
239                         goto fail;
240
241                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
242                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
243                 copied = size;
244                 if (unlikely(transfer_result))
245                         copied = 0;
246
247                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
248                                                         page, fsdata);
249                 if (ret < 0 || ret != copied)
250                         goto fail;
251
252                 if (unlikely(transfer_result))
253                         goto fail;
254
255                 bv_offs += copied;
256                 len -= copied;
257                 offset = 0;
258                 index++;
259                 pos += copied;
260         }
261         ret = 0;
262 out:
263         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
264         return ret;
265 fail:
266         ret = -1;
267         goto out;
268 }
269
270 /**
271  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
272  *
273  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
274  * and do_lo_send_write().
275  */
276 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
277                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
278 {
279         ssize_t bw;
280         mm_segment_t old_fs = get_fs();
281
282         set_fs(get_ds());
283         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
284         set_fs(old_fs);
285         if (likely(bw == len))
286                 return 0;
287         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
288                         (unsigned long long)pos, len);
289         if (bw >= 0)
290                 bw = -EIO;
291         return bw;
292 }
293
294 /**
295  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
296  *
297  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
298  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
299  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
300  * filesystems.
301  */
302 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
303                 struct bio_vec *bvec, loff_t pos, struct page *page)
304 {
305         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
306                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
307                         bvec->bv_len, pos);
308         kunmap(bvec->bv_page);
309         cond_resched();
310         return bw;
311 }
312
313 /**
314  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
315  *
316  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
317  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
318  * uses the write file operation which should be present on all writeable
319  * filesystems.
320  *
321  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
322  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
323  * the transformations in place as we do not have direct access to the
324  * destination pages of the backing file.
325  */
326 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
327                 loff_t pos, struct page *page)
328 {
329         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
330                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
331         if (likely(!ret))
332                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
333                                 page_address(page), bvec->bv_len,
334                                 pos);
335         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
336                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
337         if (ret > 0)
338                 ret = -EIO;
339         return ret;
340 }
341
342 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, loff_t pos)
343 {
344         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, loff_t,
345                         struct page *page);
346         struct bio_vec *bvec;
347         struct page *page = NULL;
348         int i, ret = 0;
349
350         do_lo_send = do_lo_send_aops;
351         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
352                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
353                 if (lo->transfer != transfer_none) {
354                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
355                         if (unlikely(!page))
356                                 goto fail;
357                         kmap(page);
358                         do_lo_send = do_lo_send_write;
359                 }
360         }
361         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
362                 ret = do_lo_send(lo, bvec, pos, page);
363                 if (ret < 0)
364                         break;
365                 pos += bvec->bv_len;
366         }
367         if (page) {
368                 kunmap(page);
369                 __free_page(page);
370         }
371 out:
372         return ret;
373 fail:
374         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
375         ret = -ENOMEM;
376         goto out;
377 }
378
379 struct lo_read_data {
380         struct loop_device *lo;
381         struct page *page;
382         unsigned offset;
383         int bsize;
384 };
385
386 static int
387 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
388                 struct splice_desc *sd)
389 {
390         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
391         struct loop_device *lo = p->lo;
392         struct page *page = buf->page;
393         sector_t IV;
394         int size, ret;
395
396         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
397         if (unlikely(ret))
398                 return ret;
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                 bool barrier = bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER);
479                 struct file *file = lo->lo_backing_file;
480
481                 if (barrier) {
482                         if (unlikely(!file->f_op->fsync)) {
483                                 ret = -EOPNOTSUPP;
484                                 goto out;
485                         }
486
487                         ret = vfs_fsync(file, file->f_path.dentry, 0);
488                         if (unlikely(ret)) {
489                                 ret = -EIO;
490                                 goto out;
491                         }
492                 }
493
494                 ret = lo_send(lo, bio, pos);
495
496                 if (barrier && !ret) {
497                         ret = vfs_fsync(file, file->f_path.dentry, 0);
498                         if (unlikely(ret))
499                                 ret = -EIO;
500                 }
501         } else
502                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
503
504 out:
505         return ret;
506 }
507
508 /*
509  * Add bio to back of pending list
510  */
511 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
512 {
513         bio_list_add(&lo->lo_bio_list, bio);
514 }
515
516 /*
517  * Grab first pending buffer
518  */
519 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
520 {
521         return bio_list_pop(&lo->lo_bio_list);
522 }
523
524 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
525 {
526         struct loop_device *lo = q->queuedata;
527         int rw = bio_rw(old_bio);
528
529         if (rw == READA)
530                 rw = READ;
531
532         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
533
534         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
535         if (lo->lo_state != Lo_bound)
536                 goto out;
537         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
538                 goto out;
539         loop_add_bio(lo, old_bio);
540         wake_up(&lo->lo_event);
541         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
542         return 0;
543
544 out:
545         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
546         bio_io_error(old_bio);
547         return 0;
548 }
549
550 /*
551  * kick off io on the underlying address space
552  */
553 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
554 {
555         struct loop_device *lo = q->queuedata;
556
557         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
558         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
559 }
560
561 struct switch_request {
562         struct file *file;
563         struct completion wait;
564 };
565
566 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
567
568 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
569 {
570         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
571                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
572                 bio_put(bio);
573         } else {
574                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
575                 bio_endio(bio, ret);
576         }
577 }
578
579 /*
580  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
581  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
582  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
583  * b_end_io context where irqs may be disabled.
584  *
585  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
586  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
587  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
588  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
589  * done with the loop.
590  */
591 static int loop_thread(void *data)
592 {
593         struct loop_device *lo = data;
594         struct bio *bio;
595
596         set_user_nice(current, -20);
597
598         while (!kthread_should_stop() || !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list)) {
599
600                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
601                                 !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list) ||
602                                 kthread_should_stop());
603
604                 if (bio_list_empty(&lo->lo_bio_list))
605                         continue;
606                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
607                 bio = loop_get_bio(lo);
608                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
609
610                 BUG_ON(!bio);
611                 loop_handle_bio(lo, bio);
612         }
613
614         return 0;
615 }
616
617 /*
618  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
619  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
620  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
621  */
622 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
623 {
624         struct switch_request w;
625         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
626         if (!bio)
627                 return -ENOMEM;
628         init_completion(&w.wait);
629         w.file = file;
630         bio->bi_private = &w;
631         bio->bi_bdev = NULL;
632         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
633         wait_for_completion(&w.wait);
634         return 0;
635 }
636
637 /*
638  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
639  */
640 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
641 {
642         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
643         if (!lo->lo_thread)
644                 return 0;
645
646         return loop_switch(lo, NULL);
647 }
648
649 /*
650  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
651  */
652 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
653 {
654         struct file *file = p->file;
655         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
656         struct address_space *mapping;
657
658         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
659         if (!file)
660                 goto out;
661
662         mapping = file->f_mapping;
663         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
664         lo->lo_backing_file = file;
665         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
666                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
667         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
668         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
669 out:
670         complete(&p->wait);
671 }
672
673
674 /*
675  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
676  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
677  * the original file and in High Availability environments to switch to
678  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
679  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
680  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
681  */
682 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
683                           unsigned int arg)
684 {
685         struct file     *file, *old_file;
686         struct inode    *inode;
687         int             error;
688
689         error = -ENXIO;
690         if (lo->lo_state != Lo_bound)
691                 goto out;
692
693         /* the loop device has to be read-only */
694         error = -EINVAL;
695         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
696                 goto out;
697
698         error = -EBADF;
699         file = fget(arg);
700         if (!file)
701                 goto out;
702
703         inode = file->f_mapping->host;
704         old_file = lo->lo_backing_file;
705
706         error = -EINVAL;
707
708         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
709                 goto out_putf;
710
711         /* size of the new backing store needs to be the same */
712         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
713                 goto out_putf;
714
715         /* and ... switch */
716         error = loop_switch(lo, file);
717         if (error)
718                 goto out_putf;
719
720         fput(old_file);
721         if (max_part > 0)
722                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
723         return 0;
724
725  out_putf:
726         fput(file);
727  out:
728         return error;
729 }
730
731 static inline int is_loop_device(struct file *file)
732 {
733         struct inode *i = file->f_mapping->host;
734
735         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
736 }
737
738 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
739                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
740 {
741         struct file     *file, *f;
742         struct inode    *inode;
743         struct address_space *mapping;
744         unsigned lo_blocksize;
745         int             lo_flags = 0;
746         int             error;
747         loff_t          size;
748
749         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
750         __module_get(THIS_MODULE);
751
752         error = -EBADF;
753         file = fget(arg);
754         if (!file)
755                 goto out;
756
757         error = -EBUSY;
758         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
759                 goto out_putf;
760
761         /* Avoid recursion */
762         f = file;
763         while (is_loop_device(f)) {
764                 struct loop_device *l;
765
766                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
767                         goto out_putf;
768
769                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
770                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
771                         error = -EINVAL;
772                         goto out_putf;
773                 }
774                 f = l->lo_backing_file;
775         }
776
777         mapping = file->f_mapping;
778         inode = mapping->host;
779
780         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
781                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
782
783         error = -EINVAL;
784         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
785                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
786
787                 if (aops->write_begin)
788                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
789                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
790                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
791
792                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
793                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
794
795                 error = 0;
796         } else {
797                 goto out_putf;
798         }
799
800         size = get_loop_size(lo, file);
801
802         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
803                 error = -EFBIG;
804                 goto out_putf;
805         }
806
807         if (!(mode & FMODE_WRITE))
808                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
809
810         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
811
812         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
813         lo->lo_device = bdev;
814         lo->lo_flags = lo_flags;
815         lo->lo_backing_file = file;
816         lo->transfer = transfer_none;
817         lo->ioctl = NULL;
818         lo->lo_sizelimit = 0;
819         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
820         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
821
822         bio_list_init(&lo->lo_bio_list);
823
824         /*
825          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
826          * device
827          */
828         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
829         lo->lo_queue->queuedata = lo;
830         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
831
832         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
833                 blk_queue_ordered(lo->lo_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN, NULL);
834
835         set_capacity(lo->lo_disk, size);
836         bd_set_size(bdev, size << 9);
837
838         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
839
840         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
841                                                 lo->lo_number);
842         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
843                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
844                 goto out_clr;
845         }
846         lo->lo_state = Lo_bound;
847         wake_up_process(lo->lo_thread);
848         if (max_part > 0)
849                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
850         return 0;
851
852 out_clr:
853         lo->lo_thread = NULL;
854         lo->lo_device = NULL;
855         lo->lo_backing_file = NULL;
856         lo->lo_flags = 0;
857         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
858         invalidate_bdev(bdev);
859         bd_set_size(bdev, 0);
860         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
861         lo->lo_state = Lo_unbound;
862  out_putf:
863         fput(file);
864  out:
865         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
866         module_put(THIS_MODULE);
867         return error;
868 }
869
870 static int
871 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
872 {
873         int err = 0;
874         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
875
876         if (xfer) {
877                 if (xfer->release)
878                         err = xfer->release(lo);
879                 lo->transfer = NULL;
880                 lo->lo_encryption = NULL;
881                 module_put(xfer->owner);
882         }
883         return err;
884 }
885
886 static int
887 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
888                const struct loop_info64 *i)
889 {
890         int err = 0;
891
892         if (xfer) {
893                 struct module *owner = xfer->owner;
894
895                 if (!try_module_get(owner))
896                         return -EINVAL;
897                 if (xfer->init)
898                         err = xfer->init(lo, i);
899                 if (err)
900                         module_put(owner);
901                 else
902                         lo->lo_encryption = xfer;
903         }
904         return err;
905 }
906
907 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
908 {
909         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
910         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
911
912         if (lo->lo_state != Lo_bound)
913                 return -ENXIO;
914
915         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
916                 return -EBUSY;
917
918         if (filp == NULL)
919                 return -EINVAL;
920
921         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
922         lo->lo_state = Lo_rundown;
923         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
924
925         kthread_stop(lo->lo_thread);
926
927         lo->lo_queue->unplug_fn = NULL;
928         lo->lo_backing_file = NULL;
929
930         loop_release_xfer(lo);
931         lo->transfer = NULL;
932         lo->ioctl = NULL;
933         lo->lo_device = NULL;
934         lo->lo_encryption = NULL;
935         lo->lo_offset = 0;
936         lo->lo_sizelimit = 0;
937         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
938         lo->lo_flags = 0;
939         lo->lo_thread = NULL;
940         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
941         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
942         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
943         if (bdev)
944                 invalidate_bdev(bdev);
945         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
946         if (bdev)
947                 bd_set_size(bdev, 0);
948         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
949         lo->lo_state = Lo_unbound;
950         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
951         module_put(THIS_MODULE);
952         if (max_part > 0)
953                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
954         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
955         /*
956          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
957          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
958          * lock dependency possibility warning as fput can take
959          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
960          */
961         fput(filp);
962         return 0;
963 }
964
965 static int
966 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
967 {
968         int err;
969         struct loop_func_table *xfer;
970         uid_t uid = current_uid();
971
972         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
973             lo->lo_key_owner != uid &&
974             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
975                 return -EPERM;
976         if (lo->lo_state != Lo_bound)
977                 return -ENXIO;
978         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
979                 return -EINVAL;
980
981         err = loop_release_xfer(lo);
982         if (err)
983                 return err;
984
985         if (info->lo_encrypt_type) {
986                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
987
988                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
989                         return -EINVAL;
990                 xfer = xfer_funcs[type];
991                 if (xfer == NULL)
992                         return -EINVAL;
993         } else
994                 xfer = NULL;
995
996         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
997         if (err)
998                 return err;
999
1000         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1001             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1002                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1003                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1004                 if (figure_loop_size(lo))
1005                         return -EFBIG;
1006         }
1007
1008         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1009         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1010         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1011         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1012
1013         if (!xfer)
1014                 xfer = &none_funcs;
1015         lo->transfer = xfer->transfer;
1016         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1017
1018         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1019              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1020                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1021
1022         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1023         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1024         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1025         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1026                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1027                        info->lo_encrypt_key_size);
1028                 lo->lo_key_owner = uid;
1029         }       
1030
1031         return 0;
1032 }
1033
1034 static int
1035 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1036 {
1037         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1038         struct kstat stat;
1039         int error;
1040
1041         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1042                 return -ENXIO;
1043         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1044         if (error)
1045                 return error;
1046         memset(info, 0, sizeof(*info));
1047         info->lo_number = lo->lo_number;
1048         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1049         info->lo_inode = stat.ino;
1050         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1051         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1052         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1053         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1054         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1055         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1056         info->lo_encrypt_type =
1057                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1058         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1059                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1060                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1061                        lo->lo_encrypt_key_size);
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static void
1067 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1068 {
1069         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1070         info64->lo_number = info->lo_number;
1071         info64->lo_device = info->lo_device;
1072         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1073         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1074         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1075         info64->lo_sizelimit = 0;
1076         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1077         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1078         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1079         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1080         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1081         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1082                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1083         else
1084                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1085         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1086 }
1087
1088 static int
1089 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1090 {
1091         memset(info, 0, sizeof(*info));
1092         info->lo_number = info64->lo_number;
1093         info->lo_device = info64->lo_device;
1094         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1095         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1096         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1097         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1098         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1099         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1100         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1101         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1102         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1103                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1104         else
1105                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1106         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1107
1108         /* error in case values were truncated */
1109         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1110             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1111             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1112             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1113                 return -EOVERFLOW;
1114
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 static int
1119 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1120 {
1121         struct loop_info info;
1122         struct loop_info64 info64;
1123
1124         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1125                 return -EFAULT;
1126         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1127         return loop_set_status(lo, &info64);
1128 }
1129
1130 static int
1131 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1132 {
1133         struct loop_info64 info64;
1134
1135         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1136                 return -EFAULT;
1137         return loop_set_status(lo, &info64);
1138 }
1139
1140 static int
1141 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1142         struct loop_info info;
1143         struct loop_info64 info64;
1144         int err = 0;
1145
1146         if (!arg)
1147                 err = -EINVAL;
1148         if (!err)
1149                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1150         if (!err)
1151                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1152         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1153                 err = -EFAULT;
1154
1155         return err;
1156 }
1157
1158 static int
1159 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1160         struct loop_info64 info64;
1161         int err = 0;
1162
1163         if (!arg)
1164                 err = -EINVAL;
1165         if (!err)
1166                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1167         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1168                 err = -EFAULT;
1169
1170         return err;
1171 }
1172
1173 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1174 {
1175         int err;
1176         sector_t sec;
1177         loff_t sz;
1178
1179         err = -ENXIO;
1180         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1181                 goto out;
1182         err = figure_loop_size(lo);
1183         if (unlikely(err))
1184                 goto out;
1185         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1186         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1187         sz = sec;
1188         sz <<= 9;
1189         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1190         bd_set_size(bdev, sz);
1191         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1192
1193  out:
1194         return err;
1195 }
1196
1197 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1198         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1199 {
1200         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1201         int err;
1202
1203         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1204         switch (cmd) {
1205         case LOOP_SET_FD:
1206                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1207                 break;
1208         case LOOP_CHANGE_FD:
1209                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1210                 break;
1211         case LOOP_CLR_FD:
1212                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1213                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1214                 if (!err)
1215                         goto out_unlocked;
1216                 break;
1217         case LOOP_SET_STATUS:
1218                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1219                 break;
1220         case LOOP_GET_STATUS:
1221                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1222                 break;
1223         case LOOP_SET_STATUS64:
1224                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1225                 break;
1226         case LOOP_GET_STATUS64:
1227                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1228                 break;
1229         case LOOP_SET_CAPACITY:
1230                 err = -EPERM;
1231                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1232                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1233                 break;
1234         default:
1235                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1236         }
1237         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1238
1239 out_unlocked:
1240         return err;
1241 }
1242
1243 #ifdef CONFIG_COMPAT
1244 struct compat_loop_info {
1245         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1246         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1247         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1248         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1249         compat_int_t    lo_offset;
1250         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1251         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1252         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1253         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1254         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1255         compat_ulong_t  lo_init[2];
1256         char            reserved[4];
1257 };
1258
1259 /*
1260  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1261  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1262  */
1263 static noinline int
1264 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1265                         struct loop_info64 *info64)
1266 {
1267         struct compat_loop_info info;
1268
1269         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1270                 return -EFAULT;
1271
1272         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1273         info64->lo_number = info.lo_number;
1274         info64->lo_device = info.lo_device;
1275         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1276         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1277         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1278         info64->lo_sizelimit = 0;
1279         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1280         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1281         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1282         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1283         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1284         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1285                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1286         else
1287                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1288         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1289         return 0;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1294  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1295  */
1296 static noinline int
1297 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1298                       struct compat_loop_info __user *arg)
1299 {
1300         struct compat_loop_info info;
1301
1302         memset(&info, 0, sizeof(info));
1303         info.lo_number = info64->lo_number;
1304         info.lo_device = info64->lo_device;
1305         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1306         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1307         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1308         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1309         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1310         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1311         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1312         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1313         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1314                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1315         else
1316                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1317         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1318
1319         /* error in case values were truncated */
1320         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1321             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1322             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1323             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1324             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1325             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1326                 return -EOVERFLOW;
1327
1328         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1329                 return -EFAULT;
1330         return 0;
1331 }
1332
1333 static int
1334 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1335                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1336 {
1337         struct loop_info64 info64;
1338         int ret;
1339
1340         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1341         if (ret < 0)
1342                 return ret;
1343         return loop_set_status(lo, &info64);
1344 }
1345
1346 static int
1347 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1348                        struct compat_loop_info __user *arg)
1349 {
1350         struct loop_info64 info64;
1351         int err = 0;
1352
1353         if (!arg)
1354                 err = -EINVAL;
1355         if (!err)
1356                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1357         if (!err)
1358                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1359         return err;
1360 }
1361
1362 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1363                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1364 {
1365         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1366         int err;
1367
1368         switch(cmd) {
1369         case LOOP_SET_STATUS:
1370                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1371                 err = loop_set_status_compat(
1372                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1373                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1374                 break;
1375         case LOOP_GET_STATUS:
1376                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1377                 err = loop_get_status_compat(
1378                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1379                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1380                 break;
1381         case LOOP_SET_CAPACITY:
1382         case LOOP_CLR_FD:
1383         case LOOP_GET_STATUS64:
1384         case LOOP_SET_STATUS64:
1385                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1386         case LOOP_SET_FD:
1387         case LOOP_CHANGE_FD:
1388                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1389                 break;
1390         default:
1391                 err = -ENOIOCTLCMD;
1392                 break;
1393         }
1394         return err;
1395 }
1396 #endif
1397
1398 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1399 {
1400         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1401
1402         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1403         lo->lo_refcnt++;
1404         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1405
1406         return 0;
1407 }
1408
1409 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1410 {
1411         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1412         int err;
1413
1414         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1415
1416         if (--lo->lo_refcnt)
1417                 goto out;
1418
1419         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1420                 /*
1421                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1422                  * and remove configuration after last close.
1423                  */
1424                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1425                 if (!err)
1426                         goto out_unlocked;
1427         } else {
1428                 /*
1429                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1430                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1431                  */
1432                 loop_flush(lo);
1433         }
1434
1435 out:
1436         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1437 out_unlocked:
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 static struct block_device_operations lo_fops = {
1442         .owner =        THIS_MODULE,
1443         .open =         lo_open,
1444         .release =      lo_release,
1445         .ioctl =        lo_ioctl,
1446 #ifdef CONFIG_COMPAT
1447         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1448 #endif
1449 };
1450
1451 /*
1452  * And now the modules code and kernel interface.
1453  */
1454 static int max_loop;
1455 module_param(max_loop, int, 0);
1456 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1457 module_param(max_part, int, 0);
1458 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1459 MODULE_LICENSE("GPL");
1460 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1461
1462 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1463 {
1464         unsigned int n = funcs->number;
1465
1466         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1467                 return -EINVAL;
1468         xfer_funcs[n] = funcs;
1469         return 0;
1470 }
1471
1472 int loop_unregister_transfer(int number)
1473 {
1474         unsigned int n = number;
1475         struct loop_device *lo;
1476         struct loop_func_table *xfer;
1477
1478         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1479                 return -EINVAL;
1480
1481         xfer_funcs[n] = NULL;
1482
1483         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1484                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1485
1486                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1487                         loop_release_xfer(lo);
1488
1489                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1490         }
1491
1492         return 0;
1493 }
1494
1495 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1496 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1497
1498 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1499 {
1500         struct loop_device *lo;
1501         struct gendisk *disk;
1502
1503         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1504         if (!lo)
1505                 goto out;
1506
1507         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1508         if (!lo->lo_queue)
1509                 goto out_free_dev;
1510
1511         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1512         if (!disk)
1513                 goto out_free_queue;
1514
1515         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1516         lo->lo_number           = i;
1517         lo->lo_thread           = NULL;
1518         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1519         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1520         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1521         disk->first_minor       = i << part_shift;
1522         disk->fops              = &lo_fops;
1523         disk->private_data      = lo;
1524         disk->queue             = lo->lo_queue;
1525         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1526         return lo;
1527
1528 out_free_queue:
1529         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1530 out_free_dev:
1531         kfree(lo);
1532 out:
1533         return NULL;
1534 }
1535
1536 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1537 {
1538         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1539         put_disk(lo->lo_disk);
1540         list_del(&lo->lo_list);
1541         kfree(lo);
1542 }
1543
1544 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1545 {
1546         struct loop_device *lo;
1547
1548         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1549                 if (lo->lo_number == i)
1550                         return lo;
1551         }
1552
1553         lo = loop_alloc(i);
1554         if (lo) {
1555                 add_disk(lo->lo_disk);
1556                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1557         }
1558         return lo;
1559 }
1560
1561 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1562 {
1563         del_gendisk(lo->lo_disk);
1564         loop_free(lo);
1565 }
1566
1567 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1568 {
1569         struct loop_device *lo;
1570         struct kobject *kobj;
1571
1572         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1573         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1574         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1575         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1576
1577         *part = 0;
1578         return kobj;
1579 }
1580
1581 static int __init loop_init(void)
1582 {
1583         int i, nr;
1584         unsigned long range;
1585         struct loop_device *lo, *next;
1586
1587         /*
1588          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1589          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1590          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1591          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1592          * tool, we do the following:
1593          *
1594          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1595          *     also becomes a hard limit.
1596          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1597          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1598          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1599          *     device on-demand.
1600          */
1601
1602         part_shift = 0;
1603         if (max_part > 0)
1604                 part_shift = fls(max_part);
1605
1606         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1607                 return -EINVAL;
1608
1609         if (max_loop) {
1610                 nr = max_loop;
1611                 range = max_loop;
1612         } else {
1613                 nr = 8;
1614                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1615         }
1616
1617         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1618                 return -EIO;
1619
1620         for (i = 0; i < nr; i++) {
1621                 lo = loop_alloc(i);
1622                 if (!lo)
1623                         goto Enomem;
1624                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1625         }
1626
1627         /* point of no return */
1628
1629         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1630                 add_disk(lo->lo_disk);
1631
1632         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1633                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1634
1635         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1636         return 0;
1637
1638 Enomem:
1639         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1640
1641         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1642                 loop_free(lo);
1643
1644         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1645         return -ENOMEM;
1646 }
1647
1648 static void __exit loop_exit(void)
1649 {
1650         unsigned long range;
1651         struct loop_device *lo, *next;
1652
1653         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1654
1655         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1656                 loop_del_one(lo);
1657
1658         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1659         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1660 }
1661
1662 module_init(loop_init);
1663 module_exit(loop_exit);
1664
1665 #ifndef MODULE
1666 static int __init max_loop_setup(char *str)
1667 {
1668         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1669         return 1;
1670 }
1671
1672 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1673 #endif