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