block: unify flags for struct bio and struct request
[linux-3.10.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/kthread.h>
75 #include <linux/splice.h>
76
77 #include <asm/uaccess.h>
78
79 static LIST_HEAD(loop_devices);
80 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
81
82 static int max_part;
83 static int part_shift;
84
85 /*
86  * Transfer functions
87  */
88 static int transfer_none(struct loop_device *lo, int cmd,
89                          struct page *raw_page, unsigned raw_off,
90                          struct page *loop_page, unsigned loop_off,
91                          int size, sector_t real_block)
92 {
93         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
94         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
95
96         if (cmd == READ)
97                 memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
98         else
99                 memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
100
101         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
102         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
103         cond_resched();
104         return 0;
105 }
106
107 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
108                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
109                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
110                         int size, sector_t real_block)
111 {
112         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
113         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
114         char *in, *out, *key;
115         int i, keysize;
116
117         if (cmd == READ) {
118                 in = raw_buf;
119                 out = loop_buf;
120         } else {
121                 in = loop_buf;
122                 out = raw_buf;
123         }
124
125         key = lo->lo_encrypt_key;
126         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
127         for (i = 0; i < size; i++)
128                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
129
130         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
131         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
132         cond_resched();
133         return 0;
134 }
135
136 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
137 {
138         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
139                 return -EINVAL;
140         return 0;
141 }
142
143 static struct loop_func_table none_funcs = {
144         .number = LO_CRYPT_NONE,
145         .transfer = transfer_none,
146 };      
147
148 static struct loop_func_table xor_funcs = {
149         .number = LO_CRYPT_XOR,
150         .transfer = transfer_xor,
151         .init = xor_init
152 };      
153
154 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
155 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
156         &none_funcs,
157         &xor_funcs
158 };
159
160 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
161 {
162         loff_t size, offset, loopsize;
163
164         /* Compute loopsize in bytes */
165         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
166         offset = lo->lo_offset;
167         loopsize = size - offset;
168         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
169                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
170
171         /*
172          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
173          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
174          */
175         return loopsize >> 9;
176 }
177
178 static int
179 figure_loop_size(struct loop_device *lo)
180 {
181         loff_t size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
182         sector_t x = (sector_t)size;
183
184         if (unlikely((loff_t)x != size))
185                 return -EFBIG;
186
187         set_capacity(lo->lo_disk, x);
188         return 0;                                       
189 }
190
191 static inline int
192 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
193                struct page *rpage, unsigned roffs,
194                struct page *lpage, unsigned loffs,
195                int size, sector_t rblock)
196 {
197         if (unlikely(!lo->transfer))
198                 return 0;
199
200         return lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
201 }
202
203 /**
204  * do_lo_send_aops - helper for writing data to a loop device
205  *
206  * This is the fast version for backing filesystems which implement the address
207  * space operations write_begin and write_end.
208  */
209 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
210                 loff_t pos, struct page *unused)
211 {
212         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
213         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
214         pgoff_t index;
215         unsigned offset, bv_offs;
216         int len, ret;
217
218         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
219         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
220         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
221         bv_offs = bvec->bv_offset;
222         len = bvec->bv_len;
223         while (len > 0) {
224                 sector_t IV;
225                 unsigned size, copied;
226                 int transfer_result;
227                 struct page *page;
228                 void *fsdata;
229
230                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
231                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
232                 if (size > len)
233                         size = len;
234
235                 ret = pagecache_write_begin(file, mapping, pos, size, 0,
236                                                         &page, &fsdata);
237                 if (ret)
238                         goto fail;
239
240                 file_update_time(file);
241
242                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
243                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
244                 copied = size;
245                 if (unlikely(transfer_result))
246                         copied = 0;
247
248                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
249                                                         page, fsdata);
250                 if (ret < 0 || ret != copied)
251                         goto fail;
252
253                 if (unlikely(transfer_result))
254                         goto fail;
255
256                 bv_offs += copied;
257                 len -= copied;
258                 offset = 0;
259                 index++;
260                 pos += copied;
261         }
262         ret = 0;
263 out:
264         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
265         return ret;
266 fail:
267         ret = -1;
268         goto out;
269 }
270
271 /**
272  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
273  *
274  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
275  * and do_lo_send_write().
276  */
277 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
278                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
279 {
280         ssize_t bw;
281         mm_segment_t old_fs = get_fs();
282
283         set_fs(get_ds());
284         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
285         set_fs(old_fs);
286         if (likely(bw == len))
287                 return 0;
288         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
289                         (unsigned long long)pos, len);
290         if (bw >= 0)
291                 bw = -EIO;
292         return bw;
293 }
294
295 /**
296  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
297  *
298  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
299  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
300  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
301  * filesystems.
302  */
303 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
304                 struct bio_vec *bvec, loff_t pos, struct page *page)
305 {
306         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
307                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
308                         bvec->bv_len, pos);
309         kunmap(bvec->bv_page);
310         cond_resched();
311         return bw;
312 }
313
314 /**
315  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
316  *
317  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
318  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
319  * uses the write file operation which should be present on all writeable
320  * filesystems.
321  *
322  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
323  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
324  * the transformations in place as we do not have direct access to the
325  * destination pages of the backing file.
326  */
327 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
328                 loff_t pos, struct page *page)
329 {
330         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
331                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
332         if (likely(!ret))
333                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
334                                 page_address(page), bvec->bv_len,
335                                 pos);
336         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
337                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
338         if (ret > 0)
339                 ret = -EIO;
340         return ret;
341 }
342
343 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, loff_t pos)
344 {
345         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, loff_t,
346                         struct page *page);
347         struct bio_vec *bvec;
348         struct page *page = NULL;
349         int i, ret = 0;
350
351         do_lo_send = do_lo_send_aops;
352         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
353                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
354                 if (lo->transfer != transfer_none) {
355                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
356                         if (unlikely(!page))
357                                 goto fail;
358                         kmap(page);
359                         do_lo_send = do_lo_send_write;
360                 }
361         }
362         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
363                 ret = do_lo_send(lo, bvec, pos, page);
364                 if (ret < 0)
365                         break;
366                 pos += bvec->bv_len;
367         }
368         if (page) {
369                 kunmap(page);
370                 __free_page(page);
371         }
372 out:
373         return ret;
374 fail:
375         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
376         ret = -ENOMEM;
377         goto out;
378 }
379
380 struct lo_read_data {
381         struct loop_device *lo;
382         struct page *page;
383         unsigned offset;
384         int bsize;
385 };
386
387 static int
388 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
389                 struct splice_desc *sd)
390 {
391         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
392         struct loop_device *lo = p->lo;
393         struct page *page = buf->page;
394         sector_t IV;
395         int size, ret;
396
397         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
398         if (unlikely(ret))
399                 return ret;
400
401         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
402                                                         (buf->offset >> 9);
403         size = sd->len;
404         if (size > p->bsize)
405                 size = p->bsize;
406
407         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
408                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
409                        page->index);
410                 size = -EINVAL;
411         }
412
413         flush_dcache_page(p->page);
414
415         if (size > 0)
416                 p->offset += size;
417
418         return size;
419 }
420
421 static int
422 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
423 {
424         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
425 }
426
427 static int
428 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
429               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
430 {
431         struct lo_read_data cookie;
432         struct splice_desc sd;
433         struct file *file;
434         long retval;
435
436         cookie.lo = lo;
437         cookie.page = bvec->bv_page;
438         cookie.offset = bvec->bv_offset;
439         cookie.bsize = bsize;
440
441         sd.len = 0;
442         sd.total_len = bvec->bv_len;
443         sd.flags = 0;
444         sd.pos = pos;
445         sd.u.data = &cookie;
446
447         file = lo->lo_backing_file;
448         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
449
450         if (retval < 0)
451                 return retval;
452
453         return 0;
454 }
455
456 static int
457 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
458 {
459         struct bio_vec *bvec;
460         int i, ret = 0;
461
462         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
463                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
464                 if (ret < 0)
465                         break;
466                 pos += bvec->bv_len;
467         }
468         return ret;
469 }
470
471 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
472 {
473         loff_t pos;
474         int ret;
475
476         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
477
478         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
479                 bool barrier = (bio->bi_rw & REQ_HARDBARRIER);
480                 struct file *file = lo->lo_backing_file;
481
482                 if (barrier) {
483                         if (unlikely(!file->f_op->fsync)) {
484                                 ret = -EOPNOTSUPP;
485                                 goto out;
486                         }
487
488                         ret = vfs_fsync(file, 0);
489                         if (unlikely(ret)) {
490                                 ret = -EIO;
491                                 goto out;
492                         }
493                 }
494
495                 ret = lo_send(lo, bio, pos);
496
497                 if (barrier && !ret) {
498                         ret = vfs_fsync(file, 0);
499                         if (unlikely(ret))
500                                 ret = -EIO;
501                 }
502         } else
503                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
504
505 out:
506         return ret;
507 }
508
509 /*
510  * Add bio to back of pending list
511  */
512 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
513 {
514         bio_list_add(&lo->lo_bio_list, bio);
515 }
516
517 /*
518  * Grab first pending buffer
519  */
520 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
521 {
522         return bio_list_pop(&lo->lo_bio_list);
523 }
524
525 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
526 {
527         struct loop_device *lo = q->queuedata;
528         int rw = bio_rw(old_bio);
529
530         if (rw == READA)
531                 rw = READ;
532
533         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
534
535         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
536         if (lo->lo_state != Lo_bound)
537                 goto out;
538         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
539                 goto out;
540         loop_add_bio(lo, old_bio);
541         wake_up(&lo->lo_event);
542         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
543         return 0;
544
545 out:
546         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
547         bio_io_error(old_bio);
548         return 0;
549 }
550
551 /*
552  * kick off io on the underlying address space
553  */
554 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
555 {
556         struct loop_device *lo = q->queuedata;
557
558         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
559         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
560 }
561
562 struct switch_request {
563         struct file *file;
564         struct completion wait;
565 };
566
567 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
568
569 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
570 {
571         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
572                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
573                 bio_put(bio);
574         } else {
575                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
576                 bio_endio(bio, ret);
577         }
578 }
579
580 /*
581  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
582  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
583  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
584  * b_end_io context where irqs may be disabled.
585  *
586  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
587  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
588  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
589  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
590  * done with the loop.
591  */
592 static int loop_thread(void *data)
593 {
594         struct loop_device *lo = data;
595         struct bio *bio;
596
597         set_user_nice(current, -20);
598
599         while (!kthread_should_stop() || !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list)) {
600
601                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
602                                 !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list) ||
603                                 kthread_should_stop());
604
605                 if (bio_list_empty(&lo->lo_bio_list))
606                         continue;
607                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
608                 bio = loop_get_bio(lo);
609                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
610
611                 BUG_ON(!bio);
612                 loop_handle_bio(lo, bio);
613         }
614
615         return 0;
616 }
617
618 /*
619  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
620  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
621  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
622  */
623 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
624 {
625         struct switch_request w;
626         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
627         if (!bio)
628                 return -ENOMEM;
629         init_completion(&w.wait);
630         w.file = file;
631         bio->bi_private = &w;
632         bio->bi_bdev = NULL;
633         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
634         wait_for_completion(&w.wait);
635         return 0;
636 }
637
638 /*
639  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
640  */
641 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
642 {
643         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
644         if (!lo->lo_thread)
645                 return 0;
646
647         return loop_switch(lo, NULL);
648 }
649
650 /*
651  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
652  */
653 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
654 {
655         struct file *file = p->file;
656         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
657         struct address_space *mapping;
658
659         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
660         if (!file)
661                 goto out;
662
663         mapping = file->f_mapping;
664         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
665         lo->lo_backing_file = file;
666         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
667                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
668         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
669         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
670 out:
671         complete(&p->wait);
672 }
673
674
675 /*
676  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
677  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
678  * the original file and in High Availability environments to switch to
679  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
680  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
681  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
682  */
683 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
684                           unsigned int arg)
685 {
686         struct file     *file, *old_file;
687         struct inode    *inode;
688         int             error;
689
690         error = -ENXIO;
691         if (lo->lo_state != Lo_bound)
692                 goto out;
693
694         /* the loop device has to be read-only */
695         error = -EINVAL;
696         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
697                 goto out;
698
699         error = -EBADF;
700         file = fget(arg);
701         if (!file)
702                 goto out;
703
704         inode = file->f_mapping->host;
705         old_file = lo->lo_backing_file;
706
707         error = -EINVAL;
708
709         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
710                 goto out_putf;
711
712         /* size of the new backing store needs to be the same */
713         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
714                 goto out_putf;
715
716         /* and ... switch */
717         error = loop_switch(lo, file);
718         if (error)
719                 goto out_putf;
720
721         fput(old_file);
722         if (max_part > 0)
723                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
724         return 0;
725
726  out_putf:
727         fput(file);
728  out:
729         return error;
730 }
731
732 static inline int is_loop_device(struct file *file)
733 {
734         struct inode *i = file->f_mapping->host;
735
736         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
737 }
738
739 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
740                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
741 {
742         struct file     *file, *f;
743         struct inode    *inode;
744         struct address_space *mapping;
745         unsigned lo_blocksize;
746         int             lo_flags = 0;
747         int             error;
748         loff_t          size;
749
750         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
751         __module_get(THIS_MODULE);
752
753         error = -EBADF;
754         file = fget(arg);
755         if (!file)
756                 goto out;
757
758         error = -EBUSY;
759         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
760                 goto out_putf;
761
762         /* Avoid recursion */
763         f = file;
764         while (is_loop_device(f)) {
765                 struct loop_device *l;
766
767                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
768                         goto out_putf;
769
770                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
771                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
772                         error = -EINVAL;
773                         goto out_putf;
774                 }
775                 f = l->lo_backing_file;
776         }
777
778         mapping = file->f_mapping;
779         inode = mapping->host;
780
781         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
782                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
783
784         error = -EINVAL;
785         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
786                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
787
788                 if (aops->write_begin)
789                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
790                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
791                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
792
793                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
794                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
795
796                 error = 0;
797         } else {
798                 goto out_putf;
799         }
800
801         size = get_loop_size(lo, file);
802
803         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
804                 error = -EFBIG;
805                 goto out_putf;
806         }
807
808         if (!(mode & FMODE_WRITE))
809                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
810
811         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
812
813         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
814         lo->lo_device = bdev;
815         lo->lo_flags = lo_flags;
816         lo->lo_backing_file = file;
817         lo->transfer = transfer_none;
818         lo->ioctl = NULL;
819         lo->lo_sizelimit = 0;
820         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
821         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
822
823         bio_list_init(&lo->lo_bio_list);
824
825         /*
826          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
827          * device
828          */
829         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
830         lo->lo_queue->queuedata = lo;
831         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
832
833         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
834                 blk_queue_ordered(lo->lo_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN, NULL);
835
836         set_capacity(lo->lo_disk, size);
837         bd_set_size(bdev, size << 9);
838         /* let user-space know about the new size */
839         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
840
841         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
842
843         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
844                                                 lo->lo_number);
845         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
846                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
847                 goto out_clr;
848         }
849         lo->lo_state = Lo_bound;
850         wake_up_process(lo->lo_thread);
851         if (max_part > 0)
852                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
853         return 0;
854
855 out_clr:
856         lo->lo_thread = NULL;
857         lo->lo_device = NULL;
858         lo->lo_backing_file = NULL;
859         lo->lo_flags = 0;
860         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
861         invalidate_bdev(bdev);
862         bd_set_size(bdev, 0);
863         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
864         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
865         lo->lo_state = Lo_unbound;
866  out_putf:
867         fput(file);
868  out:
869         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
870         module_put(THIS_MODULE);
871         return error;
872 }
873
874 static int
875 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
876 {
877         int err = 0;
878         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
879
880         if (xfer) {
881                 if (xfer->release)
882                         err = xfer->release(lo);
883                 lo->transfer = NULL;
884                 lo->lo_encryption = NULL;
885                 module_put(xfer->owner);
886         }
887         return err;
888 }
889
890 static int
891 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
892                const struct loop_info64 *i)
893 {
894         int err = 0;
895
896         if (xfer) {
897                 struct module *owner = xfer->owner;
898
899                 if (!try_module_get(owner))
900                         return -EINVAL;
901                 if (xfer->init)
902                         err = xfer->init(lo, i);
903                 if (err)
904                         module_put(owner);
905                 else
906                         lo->lo_encryption = xfer;
907         }
908         return err;
909 }
910
911 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
912 {
913         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
914         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
915
916         if (lo->lo_state != Lo_bound)
917                 return -ENXIO;
918
919         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
920                 return -EBUSY;
921
922         if (filp == NULL)
923                 return -EINVAL;
924
925         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
926         lo->lo_state = Lo_rundown;
927         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
928
929         kthread_stop(lo->lo_thread);
930
931         lo->lo_queue->unplug_fn = NULL;
932         lo->lo_backing_file = NULL;
933
934         loop_release_xfer(lo);
935         lo->transfer = NULL;
936         lo->ioctl = NULL;
937         lo->lo_device = NULL;
938         lo->lo_encryption = NULL;
939         lo->lo_offset = 0;
940         lo->lo_sizelimit = 0;
941         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
942         lo->lo_flags = 0;
943         lo->lo_thread = NULL;
944         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
945         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
946         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
947         if (bdev)
948                 invalidate_bdev(bdev);
949         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
950         if (bdev) {
951                 bd_set_size(bdev, 0);
952                 /* let user-space know about this change */
953                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
954         }
955         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
956         lo->lo_state = Lo_unbound;
957         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
958         module_put(THIS_MODULE);
959         if (max_part > 0 && bdev)
960                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
961         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
962         /*
963          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
964          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
965          * lock dependency possibility warning as fput can take
966          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
967          */
968         fput(filp);
969         return 0;
970 }
971
972 static int
973 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
974 {
975         int err;
976         struct loop_func_table *xfer;
977         uid_t uid = current_uid();
978
979         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
980             lo->lo_key_owner != uid &&
981             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
982                 return -EPERM;
983         if (lo->lo_state != Lo_bound)
984                 return -ENXIO;
985         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
986                 return -EINVAL;
987
988         err = loop_release_xfer(lo);
989         if (err)
990                 return err;
991
992         if (info->lo_encrypt_type) {
993                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
994
995                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
996                         return -EINVAL;
997                 xfer = xfer_funcs[type];
998                 if (xfer == NULL)
999                         return -EINVAL;
1000         } else
1001                 xfer = NULL;
1002
1003         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1004         if (err)
1005                 return err;
1006
1007         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1008             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1009                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1010                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1011                 if (figure_loop_size(lo))
1012                         return -EFBIG;
1013         }
1014
1015         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1016         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1017         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1018         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1019
1020         if (!xfer)
1021                 xfer = &none_funcs;
1022         lo->transfer = xfer->transfer;
1023         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1024
1025         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1026              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1027                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1028
1029         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1030         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1031         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1032         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1033                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1034                        info->lo_encrypt_key_size);
1035                 lo->lo_key_owner = uid;
1036         }       
1037
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 static int
1042 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1043 {
1044         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1045         struct kstat stat;
1046         int error;
1047
1048         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1049                 return -ENXIO;
1050         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1051         if (error)
1052                 return error;
1053         memset(info, 0, sizeof(*info));
1054         info->lo_number = lo->lo_number;
1055         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1056         info->lo_inode = stat.ino;
1057         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1058         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1059         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1060         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1061         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1062         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1063         info->lo_encrypt_type =
1064                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1065         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1066                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1067                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1068                        lo->lo_encrypt_key_size);
1069         }
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 static void
1074 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1075 {
1076         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1077         info64->lo_number = info->lo_number;
1078         info64->lo_device = info->lo_device;
1079         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1080         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1081         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1082         info64->lo_sizelimit = 0;
1083         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1084         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1085         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1086         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1087         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1088         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1089                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1090         else
1091                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1092         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1093 }
1094
1095 static int
1096 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1097 {
1098         memset(info, 0, sizeof(*info));
1099         info->lo_number = info64->lo_number;
1100         info->lo_device = info64->lo_device;
1101         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1102         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1103         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1104         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1105         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1106         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1107         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1108         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1109         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1110                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1111         else
1112                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1113         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1114
1115         /* error in case values were truncated */
1116         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1117             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1118             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1119             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1120                 return -EOVERFLOW;
1121
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static int
1126 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1127 {
1128         struct loop_info info;
1129         struct loop_info64 info64;
1130
1131         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1132                 return -EFAULT;
1133         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1134         return loop_set_status(lo, &info64);
1135 }
1136
1137 static int
1138 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1139 {
1140         struct loop_info64 info64;
1141
1142         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1143                 return -EFAULT;
1144         return loop_set_status(lo, &info64);
1145 }
1146
1147 static int
1148 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1149         struct loop_info info;
1150         struct loop_info64 info64;
1151         int err = 0;
1152
1153         if (!arg)
1154                 err = -EINVAL;
1155         if (!err)
1156                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1157         if (!err)
1158                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1159         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1160                 err = -EFAULT;
1161
1162         return err;
1163 }
1164
1165 static int
1166 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1167         struct loop_info64 info64;
1168         int err = 0;
1169
1170         if (!arg)
1171                 err = -EINVAL;
1172         if (!err)
1173                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1174         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1175                 err = -EFAULT;
1176
1177         return err;
1178 }
1179
1180 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1181 {
1182         int err;
1183         sector_t sec;
1184         loff_t sz;
1185
1186         err = -ENXIO;
1187         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1188                 goto out;
1189         err = figure_loop_size(lo);
1190         if (unlikely(err))
1191                 goto out;
1192         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1193         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1194         sz = sec;
1195         sz <<= 9;
1196         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1197         bd_set_size(bdev, sz);
1198         /* let user-space know about the new size */
1199         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1200         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1201
1202  out:
1203         return err;
1204 }
1205
1206 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1207         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1208 {
1209         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1210         int err;
1211
1212         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1213         switch (cmd) {
1214         case LOOP_SET_FD:
1215                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1216                 break;
1217         case LOOP_CHANGE_FD:
1218                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1219                 break;
1220         case LOOP_CLR_FD:
1221                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1222                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1223                 if (!err)
1224                         goto out_unlocked;
1225                 break;
1226         case LOOP_SET_STATUS:
1227                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1228                 break;
1229         case LOOP_GET_STATUS:
1230                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1231                 break;
1232         case LOOP_SET_STATUS64:
1233                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1234                 break;
1235         case LOOP_GET_STATUS64:
1236                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1237                 break;
1238         case LOOP_SET_CAPACITY:
1239                 err = -EPERM;
1240                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1241                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1242                 break;
1243         default:
1244                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1245         }
1246         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1247
1248 out_unlocked:
1249         return err;
1250 }
1251
1252 #ifdef CONFIG_COMPAT
1253 struct compat_loop_info {
1254         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1255         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1256         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1257         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1258         compat_int_t    lo_offset;
1259         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1260         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1261         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1262         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1263         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1264         compat_ulong_t  lo_init[2];
1265         char            reserved[4];
1266 };
1267
1268 /*
1269  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1270  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1271  */
1272 static noinline int
1273 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1274                         struct loop_info64 *info64)
1275 {
1276         struct compat_loop_info info;
1277
1278         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1279                 return -EFAULT;
1280
1281         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1282         info64->lo_number = info.lo_number;
1283         info64->lo_device = info.lo_device;
1284         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1285         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1286         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1287         info64->lo_sizelimit = 0;
1288         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1289         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1290         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1291         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1292         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1293         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1294                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1295         else
1296                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1297         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1303  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1304  */
1305 static noinline int
1306 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1307                       struct compat_loop_info __user *arg)
1308 {
1309         struct compat_loop_info info;
1310
1311         memset(&info, 0, sizeof(info));
1312         info.lo_number = info64->lo_number;
1313         info.lo_device = info64->lo_device;
1314         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1315         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1316         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1317         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1318         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1319         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1320         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1321         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1322         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1323                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1324         else
1325                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1326         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1327
1328         /* error in case values were truncated */
1329         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1330             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1331             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1332             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1333             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1334             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1335                 return -EOVERFLOW;
1336
1337         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1338                 return -EFAULT;
1339         return 0;
1340 }
1341
1342 static int
1343 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1344                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1345 {
1346         struct loop_info64 info64;
1347         int ret;
1348
1349         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1350         if (ret < 0)
1351                 return ret;
1352         return loop_set_status(lo, &info64);
1353 }
1354
1355 static int
1356 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1357                        struct compat_loop_info __user *arg)
1358 {
1359         struct loop_info64 info64;
1360         int err = 0;
1361
1362         if (!arg)
1363                 err = -EINVAL;
1364         if (!err)
1365                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1366         if (!err)
1367                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1368         return err;
1369 }
1370
1371 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1372                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1373 {
1374         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1375         int err;
1376
1377         switch(cmd) {
1378         case LOOP_SET_STATUS:
1379                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1380                 err = loop_set_status_compat(
1381                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1382                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1383                 break;
1384         case LOOP_GET_STATUS:
1385                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1386                 err = loop_get_status_compat(
1387                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1388                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1389                 break;
1390         case LOOP_SET_CAPACITY:
1391         case LOOP_CLR_FD:
1392         case LOOP_GET_STATUS64:
1393         case LOOP_SET_STATUS64:
1394                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1395         case LOOP_SET_FD:
1396         case LOOP_CHANGE_FD:
1397                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1398                 break;
1399         default:
1400                 err = -ENOIOCTLCMD;
1401                 break;
1402         }
1403         return err;
1404 }
1405 #endif
1406
1407 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1408 {
1409         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1410
1411         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1412         lo->lo_refcnt++;
1413         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1414
1415         return 0;
1416 }
1417
1418 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1419 {
1420         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1421         int err;
1422
1423         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1424
1425         if (--lo->lo_refcnt)
1426                 goto out;
1427
1428         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1429                 /*
1430                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1431                  * and remove configuration after last close.
1432                  */
1433                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1434                 if (!err)
1435                         goto out_unlocked;
1436         } else {
1437                 /*
1438                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1439                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1440                  */
1441                 loop_flush(lo);
1442         }
1443
1444 out:
1445         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1446 out_unlocked:
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1451         .owner =        THIS_MODULE,
1452         .open =         lo_open,
1453         .release =      lo_release,
1454         .ioctl =        lo_ioctl,
1455 #ifdef CONFIG_COMPAT
1456         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1457 #endif
1458 };
1459
1460 /*
1461  * And now the modules code and kernel interface.
1462  */
1463 static int max_loop;
1464 module_param(max_loop, int, 0);
1465 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1466 module_param(max_part, int, 0);
1467 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1468 MODULE_LICENSE("GPL");
1469 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1470
1471 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1472 {
1473         unsigned int n = funcs->number;
1474
1475         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1476                 return -EINVAL;
1477         xfer_funcs[n] = funcs;
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 int loop_unregister_transfer(int number)
1482 {
1483         unsigned int n = number;
1484         struct loop_device *lo;
1485         struct loop_func_table *xfer;
1486
1487         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1488                 return -EINVAL;
1489
1490         xfer_funcs[n] = NULL;
1491
1492         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1493                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1494
1495                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1496                         loop_release_xfer(lo);
1497
1498                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1499         }
1500
1501         return 0;
1502 }
1503
1504 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1505 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1506
1507 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1508 {
1509         struct loop_device *lo;
1510         struct gendisk *disk;
1511
1512         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1513         if (!lo)
1514                 goto out;
1515
1516         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1517         if (!lo->lo_queue)
1518                 goto out_free_dev;
1519
1520         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1521         if (!disk)
1522                 goto out_free_queue;
1523
1524         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1525         lo->lo_number           = i;
1526         lo->lo_thread           = NULL;
1527         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1528         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1529         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1530         disk->first_minor       = i << part_shift;
1531         disk->fops              = &lo_fops;
1532         disk->private_data      = lo;
1533         disk->queue             = lo->lo_queue;
1534         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1535         return lo;
1536
1537 out_free_queue:
1538         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1539 out_free_dev:
1540         kfree(lo);
1541 out:
1542         return NULL;
1543 }
1544
1545 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1546 {
1547         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1548         put_disk(lo->lo_disk);
1549         list_del(&lo->lo_list);
1550         kfree(lo);
1551 }
1552
1553 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1554 {
1555         struct loop_device *lo;
1556
1557         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1558                 if (lo->lo_number == i)
1559                         return lo;
1560         }
1561
1562         lo = loop_alloc(i);
1563         if (lo) {
1564                 add_disk(lo->lo_disk);
1565                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1566         }
1567         return lo;
1568 }
1569
1570 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1571 {
1572         del_gendisk(lo->lo_disk);
1573         loop_free(lo);
1574 }
1575
1576 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1577 {
1578         struct loop_device *lo;
1579         struct kobject *kobj;
1580
1581         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1582         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1583         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1584         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1585
1586         *part = 0;
1587         return kobj;
1588 }
1589
1590 static int __init loop_init(void)
1591 {
1592         int i, nr;
1593         unsigned long range;
1594         struct loop_device *lo, *next;
1595
1596         /*
1597          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1598          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1599          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1600          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1601          * tool, we do the following:
1602          *
1603          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1604          *     also becomes a hard limit.
1605          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1606          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1607          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1608          *     device on-demand.
1609          */
1610
1611         part_shift = 0;
1612         if (max_part > 0)
1613                 part_shift = fls(max_part);
1614
1615         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1616                 return -EINVAL;
1617
1618         if (max_loop) {
1619                 nr = max_loop;
1620                 range = max_loop;
1621         } else {
1622                 nr = 8;
1623                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1624         }
1625
1626         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1627                 return -EIO;
1628
1629         for (i = 0; i < nr; i++) {
1630                 lo = loop_alloc(i);
1631                 if (!lo)
1632                         goto Enomem;
1633                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1634         }
1635
1636         /* point of no return */
1637
1638         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1639                 add_disk(lo->lo_disk);
1640
1641         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1642                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1643
1644         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1645         return 0;
1646
1647 Enomem:
1648         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1649
1650         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1651                 loop_free(lo);
1652
1653         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1654         return -ENOMEM;
1655 }
1656
1657 static void __exit loop_exit(void)
1658 {
1659         unsigned long range;
1660         struct loop_device *lo, *next;
1661
1662         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1663
1664         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1665                 loop_del_one(lo);
1666
1667         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1668         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1669 }
1670
1671 module_init(loop_init);
1672 module_exit(loop_exit);
1673
1674 #ifndef MODULE
1675 static int __init max_loop_setup(char *str)
1676 {
1677         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1678         return 1;
1679 }
1680
1681 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1682 #endif