block: push down BKL into .open and .release
[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/smp_lock.h>
71 #include <linux/writeback.h>
72 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
73 #include <linux/completion.h>
74 #include <linux/highmem.h>
75 #include <linux/kthread.h>
76 #include <linux/splice.h>
77
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                 file_update_time(file);
242
243                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
244                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
245                 copied = size;
246                 if (unlikely(transfer_result))
247                         copied = 0;
248
249                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
250                                                         page, fsdata);
251                 if (ret < 0 || ret != copied)
252                         goto fail;
253
254                 if (unlikely(transfer_result))
255                         goto fail;
256
257                 bv_offs += copied;
258                 len -= copied;
259                 offset = 0;
260                 index++;
261                 pos += copied;
262         }
263         ret = 0;
264 out:
265         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
266         return ret;
267 fail:
268         ret = -1;
269         goto out;
270 }
271
272 /**
273  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
274  *
275  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
276  * and do_lo_send_write().
277  */
278 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
279                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
280 {
281         ssize_t bw;
282         mm_segment_t old_fs = get_fs();
283
284         set_fs(get_ds());
285         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
286         set_fs(old_fs);
287         if (likely(bw == len))
288                 return 0;
289         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
290                         (unsigned long long)pos, len);
291         if (bw >= 0)
292                 bw = -EIO;
293         return bw;
294 }
295
296 /**
297  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
298  *
299  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
300  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
301  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
302  * filesystems.
303  */
304 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
305                 struct bio_vec *bvec, loff_t pos, struct page *page)
306 {
307         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
308                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
309                         bvec->bv_len, pos);
310         kunmap(bvec->bv_page);
311         cond_resched();
312         return bw;
313 }
314
315 /**
316  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
317  *
318  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
319  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
320  * uses the write file operation which should be present on all writeable
321  * filesystems.
322  *
323  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
324  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
325  * the transformations in place as we do not have direct access to the
326  * destination pages of the backing file.
327  */
328 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
329                 loff_t pos, struct page *page)
330 {
331         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
332                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
333         if (likely(!ret))
334                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
335                                 page_address(page), bvec->bv_len,
336                                 pos);
337         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
338                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
339         if (ret > 0)
340                 ret = -EIO;
341         return ret;
342 }
343
344 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, loff_t pos)
345 {
346         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, loff_t,
347                         struct page *page);
348         struct bio_vec *bvec;
349         struct page *page = NULL;
350         int i, ret = 0;
351
352         do_lo_send = do_lo_send_aops;
353         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
354                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
355                 if (lo->transfer != transfer_none) {
356                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
357                         if (unlikely(!page))
358                                 goto fail;
359                         kmap(page);
360                         do_lo_send = do_lo_send_write;
361                 }
362         }
363         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
364                 ret = do_lo_send(lo, bvec, pos, page);
365                 if (ret < 0)
366                         break;
367                 pos += bvec->bv_len;
368         }
369         if (page) {
370                 kunmap(page);
371                 __free_page(page);
372         }
373 out:
374         return ret;
375 fail:
376         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
377         ret = -ENOMEM;
378         goto out;
379 }
380
381 struct lo_read_data {
382         struct loop_device *lo;
383         struct page *page;
384         unsigned offset;
385         int bsize;
386 };
387
388 static int
389 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
390                 struct splice_desc *sd)
391 {
392         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
393         struct loop_device *lo = p->lo;
394         struct page *page = buf->page;
395         sector_t IV;
396         int size, ret;
397
398         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
399         if (unlikely(ret))
400                 return ret;
401
402         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
403                                                         (buf->offset >> 9);
404         size = sd->len;
405         if (size > p->bsize)
406                 size = p->bsize;
407
408         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
409                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
410                        page->index);
411                 size = -EINVAL;
412         }
413
414         flush_dcache_page(p->page);
415
416         if (size > 0)
417                 p->offset += size;
418
419         return size;
420 }
421
422 static int
423 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
424 {
425         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
426 }
427
428 static int
429 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
430               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
431 {
432         struct lo_read_data cookie;
433         struct splice_desc sd;
434         struct file *file;
435         long retval;
436
437         cookie.lo = lo;
438         cookie.page = bvec->bv_page;
439         cookie.offset = bvec->bv_offset;
440         cookie.bsize = bsize;
441
442         sd.len = 0;
443         sd.total_len = bvec->bv_len;
444         sd.flags = 0;
445         sd.pos = pos;
446         sd.u.data = &cookie;
447
448         file = lo->lo_backing_file;
449         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
450
451         if (retval < 0)
452                 return retval;
453
454         return 0;
455 }
456
457 static int
458 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
459 {
460         struct bio_vec *bvec;
461         int i, ret = 0;
462
463         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
464                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
465                 if (ret < 0)
466                         break;
467                 pos += bvec->bv_len;
468         }
469         return ret;
470 }
471
472 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
473 {
474         loff_t pos;
475         int ret;
476
477         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
478
479         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
480                 bool barrier = (bio->bi_rw & REQ_HARDBARRIER);
481                 struct file *file = lo->lo_backing_file;
482
483                 if (barrier) {
484                         if (unlikely(!file->f_op->fsync)) {
485                                 ret = -EOPNOTSUPP;
486                                 goto out;
487                         }
488
489                         ret = vfs_fsync(file, 0);
490                         if (unlikely(ret)) {
491                                 ret = -EIO;
492                                 goto out;
493                         }
494                 }
495
496                 ret = lo_send(lo, bio, pos);
497
498                 if (barrier && !ret) {
499                         ret = vfs_fsync(file, 0);
500                         if (unlikely(ret))
501                                 ret = -EIO;
502                 }
503         } else
504                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
505
506 out:
507         return ret;
508 }
509
510 /*
511  * Add bio to back of pending list
512  */
513 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
514 {
515         bio_list_add(&lo->lo_bio_list, bio);
516 }
517
518 /*
519  * Grab first pending buffer
520  */
521 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
522 {
523         return bio_list_pop(&lo->lo_bio_list);
524 }
525
526 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
527 {
528         struct loop_device *lo = q->queuedata;
529         int rw = bio_rw(old_bio);
530
531         if (rw == READA)
532                 rw = READ;
533
534         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
535
536         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
537         if (lo->lo_state != Lo_bound)
538                 goto out;
539         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
540                 goto out;
541         loop_add_bio(lo, old_bio);
542         wake_up(&lo->lo_event);
543         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
544         return 0;
545
546 out:
547         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
548         bio_io_error(old_bio);
549         return 0;
550 }
551
552 /*
553  * kick off io on the underlying address space
554  */
555 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
556 {
557         struct loop_device *lo = q->queuedata;
558
559         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
560         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
561 }
562
563 struct switch_request {
564         struct file *file;
565         struct completion wait;
566 };
567
568 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
569
570 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
571 {
572         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
573                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
574                 bio_put(bio);
575         } else {
576                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
577                 bio_endio(bio, ret);
578         }
579 }
580
581 /*
582  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
583  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
584  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
585  * b_end_io context where irqs may be disabled.
586  *
587  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
588  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
589  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
590  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
591  * done with the loop.
592  */
593 static int loop_thread(void *data)
594 {
595         struct loop_device *lo = data;
596         struct bio *bio;
597
598         set_user_nice(current, -20);
599
600         while (!kthread_should_stop() || !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list)) {
601
602                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
603                                 !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list) ||
604                                 kthread_should_stop());
605
606                 if (bio_list_empty(&lo->lo_bio_list))
607                         continue;
608                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
609                 bio = loop_get_bio(lo);
610                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
611
612                 BUG_ON(!bio);
613                 loop_handle_bio(lo, bio);
614         }
615
616         return 0;
617 }
618
619 /*
620  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
621  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
622  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
623  */
624 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
625 {
626         struct switch_request w;
627         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
628         if (!bio)
629                 return -ENOMEM;
630         init_completion(&w.wait);
631         w.file = file;
632         bio->bi_private = &w;
633         bio->bi_bdev = NULL;
634         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
635         wait_for_completion(&w.wait);
636         return 0;
637 }
638
639 /*
640  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
641  */
642 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
643 {
644         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
645         if (!lo->lo_thread)
646                 return 0;
647
648         return loop_switch(lo, NULL);
649 }
650
651 /*
652  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
653  */
654 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
655 {
656         struct file *file = p->file;
657         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
658         struct address_space *mapping;
659
660         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
661         if (!file)
662                 goto out;
663
664         mapping = file->f_mapping;
665         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
666         lo->lo_backing_file = file;
667         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
668                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
669         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
670         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
671 out:
672         complete(&p->wait);
673 }
674
675
676 /*
677  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
678  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
679  * the original file and in High Availability environments to switch to
680  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
681  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
682  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
683  */
684 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
685                           unsigned int arg)
686 {
687         struct file     *file, *old_file;
688         struct inode    *inode;
689         int             error;
690
691         error = -ENXIO;
692         if (lo->lo_state != Lo_bound)
693                 goto out;
694
695         /* the loop device has to be read-only */
696         error = -EINVAL;
697         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
698                 goto out;
699
700         error = -EBADF;
701         file = fget(arg);
702         if (!file)
703                 goto out;
704
705         inode = file->f_mapping->host;
706         old_file = lo->lo_backing_file;
707
708         error = -EINVAL;
709
710         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
711                 goto out_putf;
712
713         /* size of the new backing store needs to be the same */
714         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
715                 goto out_putf;
716
717         /* and ... switch */
718         error = loop_switch(lo, file);
719         if (error)
720                 goto out_putf;
721
722         fput(old_file);
723         if (max_part > 0)
724                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
725         return 0;
726
727  out_putf:
728         fput(file);
729  out:
730         return error;
731 }
732
733 static inline int is_loop_device(struct file *file)
734 {
735         struct inode *i = file->f_mapping->host;
736
737         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
738 }
739
740 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
741                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
742 {
743         struct file     *file, *f;
744         struct inode    *inode;
745         struct address_space *mapping;
746         unsigned lo_blocksize;
747         int             lo_flags = 0;
748         int             error;
749         loff_t          size;
750
751         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
752         __module_get(THIS_MODULE);
753
754         error = -EBADF;
755         file = fget(arg);
756         if (!file)
757                 goto out;
758
759         error = -EBUSY;
760         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
761                 goto out_putf;
762
763         /* Avoid recursion */
764         f = file;
765         while (is_loop_device(f)) {
766                 struct loop_device *l;
767
768                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
769                         goto out_putf;
770
771                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
772                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
773                         error = -EINVAL;
774                         goto out_putf;
775                 }
776                 f = l->lo_backing_file;
777         }
778
779         mapping = file->f_mapping;
780         inode = mapping->host;
781
782         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
783                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
784
785         error = -EINVAL;
786         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
787                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
788
789                 if (aops->write_begin)
790                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
791                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
792                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
793
794                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
795                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
796
797                 error = 0;
798         } else {
799                 goto out_putf;
800         }
801
802         size = get_loop_size(lo, file);
803
804         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
805                 error = -EFBIG;
806                 goto out_putf;
807         }
808
809         if (!(mode & FMODE_WRITE))
810                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
811
812         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
813
814         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
815         lo->lo_device = bdev;
816         lo->lo_flags = lo_flags;
817         lo->lo_backing_file = file;
818         lo->transfer = transfer_none;
819         lo->ioctl = NULL;
820         lo->lo_sizelimit = 0;
821         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
822         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
823
824         bio_list_init(&lo->lo_bio_list);
825
826         /*
827          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
828          * device
829          */
830         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
831         lo->lo_queue->queuedata = lo;
832         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
833
834         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
835                 blk_queue_ordered(lo->lo_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN);
836
837         set_capacity(lo->lo_disk, size);
838         bd_set_size(bdev, size << 9);
839         /* let user-space know about the new size */
840         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
841
842         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
843
844         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
845                                                 lo->lo_number);
846         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
847                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
848                 goto out_clr;
849         }
850         lo->lo_state = Lo_bound;
851         wake_up_process(lo->lo_thread);
852         if (max_part > 0)
853                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
854         return 0;
855
856 out_clr:
857         lo->lo_thread = NULL;
858         lo->lo_device = NULL;
859         lo->lo_backing_file = NULL;
860         lo->lo_flags = 0;
861         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
862         invalidate_bdev(bdev);
863         bd_set_size(bdev, 0);
864         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
865         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
866         lo->lo_state = Lo_unbound;
867  out_putf:
868         fput(file);
869  out:
870         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
871         module_put(THIS_MODULE);
872         return error;
873 }
874
875 static int
876 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
877 {
878         int err = 0;
879         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
880
881         if (xfer) {
882                 if (xfer->release)
883                         err = xfer->release(lo);
884                 lo->transfer = NULL;
885                 lo->lo_encryption = NULL;
886                 module_put(xfer->owner);
887         }
888         return err;
889 }
890
891 static int
892 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
893                const struct loop_info64 *i)
894 {
895         int err = 0;
896
897         if (xfer) {
898                 struct module *owner = xfer->owner;
899
900                 if (!try_module_get(owner))
901                         return -EINVAL;
902                 if (xfer->init)
903                         err = xfer->init(lo, i);
904                 if (err)
905                         module_put(owner);
906                 else
907                         lo->lo_encryption = xfer;
908         }
909         return err;
910 }
911
912 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
913 {
914         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
915         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
916
917         if (lo->lo_state != Lo_bound)
918                 return -ENXIO;
919
920         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
921                 return -EBUSY;
922
923         if (filp == NULL)
924                 return -EINVAL;
925
926         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
927         lo->lo_state = Lo_rundown;
928         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
929
930         kthread_stop(lo->lo_thread);
931
932         lo->lo_queue->unplug_fn = NULL;
933         lo->lo_backing_file = NULL;
934
935         loop_release_xfer(lo);
936         lo->transfer = NULL;
937         lo->ioctl = NULL;
938         lo->lo_device = NULL;
939         lo->lo_encryption = NULL;
940         lo->lo_offset = 0;
941         lo->lo_sizelimit = 0;
942         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
943         lo->lo_flags = 0;
944         lo->lo_thread = NULL;
945         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
946         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
947         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
948         if (bdev)
949                 invalidate_bdev(bdev);
950         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
951         if (bdev) {
952                 bd_set_size(bdev, 0);
953                 /* let user-space know about this change */
954                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
955         }
956         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
957         lo->lo_state = Lo_unbound;
958         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
959         module_put(THIS_MODULE);
960         if (max_part > 0 && bdev)
961                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
962         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
963         /*
964          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
965          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
966          * lock dependency possibility warning as fput can take
967          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
968          */
969         fput(filp);
970         return 0;
971 }
972
973 static int
974 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
975 {
976         int err;
977         struct loop_func_table *xfer;
978         uid_t uid = current_uid();
979
980         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
981             lo->lo_key_owner != uid &&
982             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
983                 return -EPERM;
984         if (lo->lo_state != Lo_bound)
985                 return -ENXIO;
986         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
987                 return -EINVAL;
988
989         err = loop_release_xfer(lo);
990         if (err)
991                 return err;
992
993         if (info->lo_encrypt_type) {
994                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
995
996                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
997                         return -EINVAL;
998                 xfer = xfer_funcs[type];
999                 if (xfer == NULL)
1000                         return -EINVAL;
1001         } else
1002                 xfer = NULL;
1003
1004         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1005         if (err)
1006                 return err;
1007
1008         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1009             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1010                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1011                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1012                 if (figure_loop_size(lo))
1013                         return -EFBIG;
1014         }
1015
1016         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1017         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1018         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1019         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1020
1021         if (!xfer)
1022                 xfer = &none_funcs;
1023         lo->transfer = xfer->transfer;
1024         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1025
1026         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1027              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1028                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1029
1030         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1031         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1032         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1033         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1034                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1035                        info->lo_encrypt_key_size);
1036                 lo->lo_key_owner = uid;
1037         }       
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 static int
1043 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1044 {
1045         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1046         struct kstat stat;
1047         int error;
1048
1049         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1050                 return -ENXIO;
1051         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1052         if (error)
1053                 return error;
1054         memset(info, 0, sizeof(*info));
1055         info->lo_number = lo->lo_number;
1056         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1057         info->lo_inode = stat.ino;
1058         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1059         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1060         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1061         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1062         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1063         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1064         info->lo_encrypt_type =
1065                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1066         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1067                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1068                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1069                        lo->lo_encrypt_key_size);
1070         }
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 static void
1075 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1076 {
1077         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1078         info64->lo_number = info->lo_number;
1079         info64->lo_device = info->lo_device;
1080         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1081         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1082         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1083         info64->lo_sizelimit = 0;
1084         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1085         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1086         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1087         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1088         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1089         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1090                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1091         else
1092                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1093         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1094 }
1095
1096 static int
1097 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1098 {
1099         memset(info, 0, sizeof(*info));
1100         info->lo_number = info64->lo_number;
1101         info->lo_device = info64->lo_device;
1102         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1103         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1104         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1105         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1106         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1107         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1108         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1109         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1110         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1111                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1112         else
1113                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1114         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1115
1116         /* error in case values were truncated */
1117         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1118             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1119             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1120             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1121                 return -EOVERFLOW;
1122
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 static int
1127 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1128 {
1129         struct loop_info info;
1130         struct loop_info64 info64;
1131
1132         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1133                 return -EFAULT;
1134         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1135         return loop_set_status(lo, &info64);
1136 }
1137
1138 static int
1139 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1140 {
1141         struct loop_info64 info64;
1142
1143         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1144                 return -EFAULT;
1145         return loop_set_status(lo, &info64);
1146 }
1147
1148 static int
1149 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1150         struct loop_info info;
1151         struct loop_info64 info64;
1152         int err = 0;
1153
1154         if (!arg)
1155                 err = -EINVAL;
1156         if (!err)
1157                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1158         if (!err)
1159                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1160         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1161                 err = -EFAULT;
1162
1163         return err;
1164 }
1165
1166 static int
1167 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1168         struct loop_info64 info64;
1169         int err = 0;
1170
1171         if (!arg)
1172                 err = -EINVAL;
1173         if (!err)
1174                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1175         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1176                 err = -EFAULT;
1177
1178         return err;
1179 }
1180
1181 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1182 {
1183         int err;
1184         sector_t sec;
1185         loff_t sz;
1186
1187         err = -ENXIO;
1188         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1189                 goto out;
1190         err = figure_loop_size(lo);
1191         if (unlikely(err))
1192                 goto out;
1193         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1194         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1195         sz = sec;
1196         sz <<= 9;
1197         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1198         bd_set_size(bdev, sz);
1199         /* let user-space know about the new size */
1200         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1201         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1202
1203  out:
1204         return err;
1205 }
1206
1207 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1208         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1209 {
1210         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1211         int err;
1212
1213         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1214         switch (cmd) {
1215         case LOOP_SET_FD:
1216                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1217                 break;
1218         case LOOP_CHANGE_FD:
1219                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1220                 break;
1221         case LOOP_CLR_FD:
1222                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1223                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1224                 if (!err)
1225                         goto out_unlocked;
1226                 break;
1227         case LOOP_SET_STATUS:
1228                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1229                 break;
1230         case LOOP_GET_STATUS:
1231                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1232                 break;
1233         case LOOP_SET_STATUS64:
1234                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1235                 break;
1236         case LOOP_GET_STATUS64:
1237                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1238                 break;
1239         case LOOP_SET_CAPACITY:
1240                 err = -EPERM;
1241                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1242                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1243                 break;
1244         default:
1245                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1246         }
1247         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1248
1249 out_unlocked:
1250         return err;
1251 }
1252
1253 #ifdef CONFIG_COMPAT
1254 struct compat_loop_info {
1255         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1256         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1257         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1258         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1259         compat_int_t    lo_offset;
1260         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1261         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1262         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1263         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1264         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1265         compat_ulong_t  lo_init[2];
1266         char            reserved[4];
1267 };
1268
1269 /*
1270  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1271  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1272  */
1273 static noinline int
1274 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1275                         struct loop_info64 *info64)
1276 {
1277         struct compat_loop_info info;
1278
1279         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1280                 return -EFAULT;
1281
1282         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1283         info64->lo_number = info.lo_number;
1284         info64->lo_device = info.lo_device;
1285         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1286         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1287         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1288         info64->lo_sizelimit = 0;
1289         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1290         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1291         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1292         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1293         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1294         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1295                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1296         else
1297                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1298         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1304  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1305  */
1306 static noinline int
1307 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1308                       struct compat_loop_info __user *arg)
1309 {
1310         struct compat_loop_info info;
1311
1312         memset(&info, 0, sizeof(info));
1313         info.lo_number = info64->lo_number;
1314         info.lo_device = info64->lo_device;
1315         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1316         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1317         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1318         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1319         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1320         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1321         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1322         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1323         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1324                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1325         else
1326                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1327         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1328
1329         /* error in case values were truncated */
1330         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1331             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1332             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1333             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1334             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1335             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1336                 return -EOVERFLOW;
1337
1338         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1339                 return -EFAULT;
1340         return 0;
1341 }
1342
1343 static int
1344 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1345                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1346 {
1347         struct loop_info64 info64;
1348         int ret;
1349
1350         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1351         if (ret < 0)
1352                 return ret;
1353         return loop_set_status(lo, &info64);
1354 }
1355
1356 static int
1357 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1358                        struct compat_loop_info __user *arg)
1359 {
1360         struct loop_info64 info64;
1361         int err = 0;
1362
1363         if (!arg)
1364                 err = -EINVAL;
1365         if (!err)
1366                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1367         if (!err)
1368                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1369         return err;
1370 }
1371
1372 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1373                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1374 {
1375         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1376         int err;
1377
1378         switch(cmd) {
1379         case LOOP_SET_STATUS:
1380                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1381                 err = loop_set_status_compat(
1382                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1383                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1384                 break;
1385         case LOOP_GET_STATUS:
1386                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1387                 err = loop_get_status_compat(
1388                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1389                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1390                 break;
1391         case LOOP_SET_CAPACITY:
1392         case LOOP_CLR_FD:
1393         case LOOP_GET_STATUS64:
1394         case LOOP_SET_STATUS64:
1395                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1396         case LOOP_SET_FD:
1397         case LOOP_CHANGE_FD:
1398                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1399                 break;
1400         default:
1401                 err = -ENOIOCTLCMD;
1402                 break;
1403         }
1404         return err;
1405 }
1406 #endif
1407
1408 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1409 {
1410         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1411
1412         lock_kernel();
1413         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1414         lo->lo_refcnt++;
1415         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1416         unlock_kernel();
1417
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1422 {
1423         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1424         int err;
1425
1426         lock_kernel();
1427         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1428
1429         if (--lo->lo_refcnt)
1430                 goto out;
1431
1432         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1433                 /*
1434                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1435                  * and remove configuration after last close.
1436                  */
1437                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1438                 if (!err)
1439                         goto out_unlocked;
1440         } else {
1441                 /*
1442                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1443                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1444                  */
1445                 loop_flush(lo);
1446         }
1447
1448 out:
1449         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1450 out_unlocked:
1451         lock_kernel();
1452         return 0;
1453 }
1454
1455 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1456         .owner =        THIS_MODULE,
1457         .open =         lo_open,
1458         .release =      lo_release,
1459         .ioctl =        lo_ioctl,
1460 #ifdef CONFIG_COMPAT
1461         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1462 #endif
1463 };
1464
1465 /*
1466  * And now the modules code and kernel interface.
1467  */
1468 static int max_loop;
1469 module_param(max_loop, int, 0);
1470 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1471 module_param(max_part, int, 0);
1472 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1473 MODULE_LICENSE("GPL");
1474 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1475
1476 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1477 {
1478         unsigned int n = funcs->number;
1479
1480         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1481                 return -EINVAL;
1482         xfer_funcs[n] = funcs;
1483         return 0;
1484 }
1485
1486 int loop_unregister_transfer(int number)
1487 {
1488         unsigned int n = number;
1489         struct loop_device *lo;
1490         struct loop_func_table *xfer;
1491
1492         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1493                 return -EINVAL;
1494
1495         xfer_funcs[n] = NULL;
1496
1497         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1498                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1499
1500                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1501                         loop_release_xfer(lo);
1502
1503                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1504         }
1505
1506         return 0;
1507 }
1508
1509 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1510 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1511
1512 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1513 {
1514         struct loop_device *lo;
1515         struct gendisk *disk;
1516
1517         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1518         if (!lo)
1519                 goto out;
1520
1521         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1522         if (!lo->lo_queue)
1523                 goto out_free_dev;
1524
1525         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1526         if (!disk)
1527                 goto out_free_queue;
1528
1529         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1530         lo->lo_number           = i;
1531         lo->lo_thread           = NULL;
1532         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1533         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1534         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1535         disk->first_minor       = i << part_shift;
1536         disk->fops              = &lo_fops;
1537         disk->private_data      = lo;
1538         disk->queue             = lo->lo_queue;
1539         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1540         return lo;
1541
1542 out_free_queue:
1543         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1544 out_free_dev:
1545         kfree(lo);
1546 out:
1547         return NULL;
1548 }
1549
1550 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1551 {
1552         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1553         put_disk(lo->lo_disk);
1554         list_del(&lo->lo_list);
1555         kfree(lo);
1556 }
1557
1558 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1559 {
1560         struct loop_device *lo;
1561
1562         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1563                 if (lo->lo_number == i)
1564                         return lo;
1565         }
1566
1567         lo = loop_alloc(i);
1568         if (lo) {
1569                 add_disk(lo->lo_disk);
1570                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1571         }
1572         return lo;
1573 }
1574
1575 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1576 {
1577         del_gendisk(lo->lo_disk);
1578         loop_free(lo);
1579 }
1580
1581 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1582 {
1583         struct loop_device *lo;
1584         struct kobject *kobj;
1585
1586         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1587         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1588         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1589         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1590
1591         *part = 0;
1592         return kobj;
1593 }
1594
1595 static int __init loop_init(void)
1596 {
1597         int i, nr;
1598         unsigned long range;
1599         struct loop_device *lo, *next;
1600
1601         /*
1602          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1603          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1604          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1605          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1606          * tool, we do the following:
1607          *
1608          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1609          *     also becomes a hard limit.
1610          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1611          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1612          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1613          *     device on-demand.
1614          */
1615
1616         part_shift = 0;
1617         if (max_part > 0)
1618                 part_shift = fls(max_part);
1619
1620         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1621                 return -EINVAL;
1622
1623         if (max_loop) {
1624                 nr = max_loop;
1625                 range = max_loop;
1626         } else {
1627                 nr = 8;
1628                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1629         }
1630
1631         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1632                 return -EIO;
1633
1634         for (i = 0; i < nr; i++) {
1635                 lo = loop_alloc(i);
1636                 if (!lo)
1637                         goto Enomem;
1638                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1639         }
1640
1641         /* point of no return */
1642
1643         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1644                 add_disk(lo->lo_disk);
1645
1646         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1647                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1648
1649         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1650         return 0;
1651
1652 Enomem:
1653         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1654
1655         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1656                 loop_free(lo);
1657
1658         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1659         return -ENOMEM;
1660 }
1661
1662 static void __exit loop_exit(void)
1663 {
1664         unsigned long range;
1665         struct loop_device *lo, *next;
1666
1667         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1668
1669         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1670                 loop_del_one(lo);
1671
1672         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1673         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1674 }
1675
1676 module_init(loop_init);
1677 module_exit(loop_exit);
1678
1679 #ifndef MODULE
1680 static int __init max_loop_setup(char *str)
1681 {
1682         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1683         return 1;
1684 }
1685
1686 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1687 #endif