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 prepare_write and/or commit_write are not available on the
  44  * backing filesystem.
  45  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  46  *
  47  * Still To Fix:
  48  * - Advisory locking is ignored here.
  49  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  50  *
  51  */
  52
  53 #include <linux/module.h>
  54 #include <linux/moduleparam.h>
  55 #include <linux/sched.h>
  56 #include <linux/fs.h>
  57 #include <linux/file.h>
  58 #include <linux/stat.h>
  59 #include <linux/errno.h>
  60 #include <linux/major.h>
  61 #include <linux/wait.h>
  62 #include <linux/blkdev.h>
  63 #include <linux/blkpg.h>
  64 #include <linux/init.h>
  65 #include <linux/smp_lock.h>
  66 #include <linux/swap.h>
  67 #include <linux/slab.h>
  68 #include <linux/loop.h>
  69 #include <linux/compat.h>
  70 #include <linux/suspend.h>
  71 #include <linux/freezer.h>
  72 #include <linux/writeback.h>
  73 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
  74 #include <linux/completion.h>
  75 #include <linux/highmem.h>
  76 #include <linux/gfp.h>
  77 #include <linux/kthread.h>
  78 #include <linux/splice.h>
  79
  80 #include <asm/uaccess.h>
  81
  82 static LIST_HEAD(loop_devices);
  83 static DEFINE_MUTEX(loop_devices_mutex);
  84
  85 static int max_part;
  86 static int part_shift;
  87
  88 /*
  89  * Transfer functions
  90  */
  91 static int transfer_none(struct loop_device *lo, int cmd,
  92                          struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  93                          struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  94                          int size, sector_t real_block)
  95 {
  96         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
  97         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
  98
  99         if (cmd == READ)
 100                 memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
 101         else
 102                 memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
 103
 104         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 105         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 106         cond_resched();
 107         return 0;
 108 }
 109
 110 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
 111                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
 112                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
 113                         int size, sector_t real_block)
 114 {
 115         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page, KM_USER0) + raw_off;
 116         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page, KM_USER1) + loop_off;
 117         char *in, *out, *key;
 118         int i, keysize;
 119
 120         if (cmd == READ) {
 121                 in = raw_buf;
 122                 out = loop_buf;
 123         } else {
 124                 in = loop_buf;
 125                 out = raw_buf;
 126         }
 127
 128         key = lo->lo_encrypt_key;
 129         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 130         for (i = 0; i < size; i++)
 131                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 132
 133         kunmap_atomic(raw_buf, KM_USER0);
 134         kunmap_atomic(loop_buf, KM_USER1);
 135         cond_resched();
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 140 {
 141         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 142                 return -EINVAL;
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 static struct loop_func_table none_funcs = {
 147         .number = LO_CRYPT_NONE,
 148         .transfer = transfer_none,
 149 };
 150
 151 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 152         .number = LO_CRYPT_XOR,
 153         .transfer = transfer_xor,
 154         .init = xor_init
 155 };
 156
 157 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 158 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 159         &none_funcs,
 160         &xor_funcs
 161 };
 162
 163 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 164 {
 165         loff_t size, offset, loopsize;
 166
 167         /* Compute loopsize in bytes */
 168         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
 169         offset = lo->lo_offset;
 170         loopsize = size - offset;
 171         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
 172                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
 173
 174         /*
 175          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 176          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 177          */
 178         return loopsize >> 9;
 179 }
 180
 181 static int
 182 figure_loop_size(struct loop_device *lo)
 183 {
 184         loff_t size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
 185         sector_t x = (sector_t)size;
 186
 187         if (unlikely((loff_t)x != size))
 188                 return -EFBIG;
 189
 190         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 static inline int
 195 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 196                struct page *rpage, unsigned roffs,
 197                struct page *lpage, unsigned loffs,
 198                int size, sector_t rblock)
 199 {
 200         if (unlikely(!lo->transfer))
 201                 return 0;
 202
 203         return lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 204 }
 205
 206 /**
 207  * do_lo_send_aops - helper for writing data to a loop device
 208  *
 209  * This is the fast version for backing filesystems which implement the address
 210  * space operations write_begin and write_end.
 211  */
 212 static int do_lo_send_aops(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 213                 int bsize, loff_t pos, struct page *unused)
 214 {
 215         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
 216         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 217         pgoff_t index;
 218         unsigned offset, bv_offs;
 219         int len, ret;
 220
 221         mutex_lock(&mapping->host->i_mutex);
 222         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 223         offset = pos & ((pgoff_t)PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 224         bv_offs = bvec->bv_offset;
 225         len = bvec->bv_len;
 226         while (len > 0) {
 227                 sector_t IV;
 228                 unsigned size, copied;
 229                 int transfer_result;
 230                 struct page *page;
 231                 void *fsdata;
 232
 233                 IV = ((sector_t)index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9))+(offset >> 9);
 234                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 235                 if (size > len)
 236                         size = len;
 237
 238                 ret = pagecache_write_begin(file, mapping, pos, size, 0,
 239                                                         &page, &fsdata);
 240                 if (ret)
 241                         goto fail;
 242
 243                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
 244                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
 245                 copied = size;
 246                 if (unlikely(transfer_result))
 247                         copied = 0;
 248
 249                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
 250                                                         page, fsdata);
 251                 if (ret < 0 || ret != copied)
 252                         goto fail;
 253
 254                 if (unlikely(transfer_result))
 255                         goto fail;
 256
 257                 bv_offs += copied;
 258                 len -= copied;
 259                 offset = 0;
 260                 index++;
 261                 pos += copied;
 262         }
 263         ret = 0;
 264 out:
 265         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
 266         return ret;
 267 fail:
 268         ret = -1;
 269         goto out;
 270 }
 271
 272 /**
 273  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 274  *
 275  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
 276  * and do_lo_send_write().
 277  */
 278 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
 279                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
 280 {
 281         ssize_t bw;
 282         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 283
 284         set_fs(get_ds());
 285         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
 286         set_fs(old_fs);
 287         if (likely(bw == len))
 288                 return 0;
 289         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 290                         (unsigned long long)pos, len);
 291         if (bw >= 0)
 292                 bw = -EIO;
 293         return bw;
 294 }
 295
 296 /**
 297  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
 298  *
 299  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
 300  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
 301  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
 302  * filesystems.
 303  */
 304 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
 305                 struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 306 {
 307         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 308                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
 309                         bvec->bv_len, pos);
 310         kunmap(bvec->bv_page);
 311         cond_resched();
 312         return bw;
 313 }
 314
 315 /**
 316  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 317  *
 318  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
 319  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
 320  * uses the write file operation which should be present on all writeable
 321  * filesystems.
 322  *
 323  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
 324  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
 325  * the transformations in place as we do not have direct access to the
 326  * destination pages of the backing file.
 327  */
 328 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 329                 int bsize, loff_t pos, struct page *page)
 330 {
 331         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
 332                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
 333         if (likely(!ret))
 334                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 335                                 page_address(page), bvec->bv_len,
 336                                 pos);
 337         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
 338                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
 339         if (ret > 0)
 340                 ret = -EIO;
 341         return ret;
 342 }
 343
 344 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize,
 345                 loff_t pos)
 346 {
 347         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, int, loff_t,
 348                         struct page *page);
 349         struct bio_vec *bvec;
 350         struct page *page = NULL;
 351         int i, ret = 0;
 352
 353         do_lo_send = do_lo_send_aops;
 354         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS)) {
 355                 do_lo_send = do_lo_send_direct_write;
 356                 if (lo->transfer != transfer_none) {
 357                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
 358                         if (unlikely(!page))
 359                                 goto fail;
 360                         kmap(page);
 361                         do_lo_send = do_lo_send_write;
 362                 }
 363         }
 364         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 365                 ret = do_lo_send(lo, bvec, bsize, pos, page);
 366                 if (ret < 0)
 367                         break;
 368                 pos += bvec->bv_len;
 369         }
 370         if (page) {
 371                 kunmap(page);
 372                 __free_page(page);
 373         }
 374 out:
 375         return ret;
 376 fail:
 377         printk(KERN_ERR "loop: Failed to allocate temporary page for write.\n");
 378         ret = -ENOMEM;
 379         goto out;
 380 }
 381
 382 struct lo_read_data {
 383         struct loop_device *lo;
 384         struct page *page;
 385         unsigned offset;
 386         int bsize;
 387 };
 388
 389 static int
 390 lo_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
 391                 struct splice_desc *sd)
 392 {
 393         struct lo_read_data *p = sd->u.data;
 394         struct loop_device *lo = p->lo;
 395         struct page *page = buf->page;
 396         sector_t IV;
 397         size_t size;
 398         int ret;
 399
 400         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
 401         if (unlikely(ret))
 402                 return ret;
 403
 404         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
 405                                                         (buf->offset >> 9);
 406         size = sd->len;
 407         if (size > p->bsize)
 408                 size = p->bsize;
 409
 410         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
 411                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
 412                        page->index);
 413                 size = -EINVAL;
 414         }
 415
 416         flush_dcache_page(p->page);
 417
 418         if (size > 0)
 419                 p->offset += size;
 420
 421         return size;
 422 }
 423
 424 static int
 425 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
 426 {
 427         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
 428 }
 429
 430 static int
 431 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
 432               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
 433 {
 434         struct lo_read_data cookie;
 435         struct splice_desc sd;
 436         struct file *file;
 437         long retval;
 438
 439         cookie.lo = lo;
 440         cookie.page = bvec->bv_page;
 441         cookie.offset = bvec->bv_offset;
 442         cookie.bsize = bsize;
 443
 444         sd.len = 0;
 445         sd.total_len = bvec->bv_len;
 446         sd.flags = 0;
 447         sd.pos = pos;
 448         sd.u.data = &cookie;
 449
 450         file = lo->lo_backing_file;
 451         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
 452
 453         if (retval < 0)
 454                 return retval;
 455
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 static int
 460 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
 461 {
 462         struct bio_vec *bvec;
 463         int i, ret = 0;
 464
 465         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 466                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
 467                 if (ret < 0)
 468                         break;
 469                 pos += bvec->bv_len;
 470         }
 471         return ret;
 472 }
 473
 474 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 475 {
 476         loff_t pos;
 477         int ret;
 478
 479         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
 480         if (bio_rw(bio) == WRITE)
 481                 ret = lo_send(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 482         else
 483                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 484         return ret;
 485 }
 486
 487 /*
 488  * Add bio to back of pending list
 489  */
 490 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 491 {
 492         if (lo->lo_biotail) {
 493                 lo->lo_biotail->bi_next = bio;
 494                 lo->lo_biotail = bio;
 495         } else
 496                 lo->lo_bio = lo->lo_biotail = bio;
 497 }
 498
 499 /*
 500  * Grab first pending buffer
 501  */
 502 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 503 {
 504         struct bio *bio;
 505
 506         if ((bio = lo->lo_bio)) {
 507                 if (bio == lo->lo_biotail)
 508                         lo->lo_biotail = NULL;
 509                 lo->lo_bio = bio->bi_next;
 510                 bio->bi_next = NULL;
 511         }
 512
 513         return bio;
 514 }
 515
 516 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 517 {
 518         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 519         int rw = bio_rw(old_bio);
 520
 521         if (rw == READA)
 522                 rw = READ;
 523
 524         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 525
 526         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 527         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 528                 goto out;
 529         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 530                 goto out;
 531         loop_add_bio(lo, old_bio);
 532         wake_up(&lo->lo_event);
 533         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 534         return 0;
 535
 536 out:
 537         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 538         bio_io_error(old_bio);
 539         return 0;
 540 }
 541
 542 /*
 543  * kick off io on the underlying address space
 544  */
 545 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
 546 {
 547         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 548
 549         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
 550         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
 551 }
 552
 553 struct switch_request {
 554         struct file *file;
 555         struct completion wait;
 556 };
 557
 558 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 559
 560 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 561 {
 562         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 563                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 564                 bio_put(bio);
 565         } else {
 566                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 567                 bio_endio(bio, ret);
 568         }
 569 }
 570
 571 /*
 572  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 573  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 574  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 575  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 576  *
 577  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 578  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 579  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 580  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 581  * done with the loop.
 582  */
 583 static int loop_thread(void *data)
 584 {
 585         struct loop_device *lo = data;
 586         struct bio *bio;
 587
 588         set_user_nice(current, -20);
 589
 590         while (!kthread_should_stop() || lo->lo_bio) {
 591
 592                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 593                                 lo->lo_bio || kthread_should_stop());
 594
 595                 if (!lo->lo_bio)
 596                         continue;
 597                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 598                 bio = loop_get_bio(lo);
 599                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 600
 601                 BUG_ON(!bio);
 602                 loop_handle_bio(lo, bio);
 603         }
 604
 605         return 0;
 606 }
 607
 608 /*
 609  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 610  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 611  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 612  */
 613 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 614 {
 615         struct switch_request w;
 616         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
 617         if (!bio)
 618                 return -ENOMEM;
 619         init_completion(&w.wait);
 620         w.file = file;
 621         bio->bi_private = &w;
 622         bio->bi_bdev = NULL;
 623         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 624         wait_for_completion(&w.wait);
 625         return 0;
 626 }
 627
 628 /*
 629  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 630  */
 631 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 632 {
 633         struct file *file = p->file;
 634         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 635         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 636
 637         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 638         lo->lo_backing_file = file;
 639         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 640                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 641         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 642         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 643         complete(&p->wait);
 644 }
 645
 646
 647 /*
 648  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 649  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 650  * the original file and in High Availability environments to switch to
 651  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 652  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 653  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 654  */
 655 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file,
 656                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 657 {
 658         struct file     *file, *old_file;
 659         struct inode    *inode;
 660         int             error;
 661
 662         error = -ENXIO;
 663         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 664                 goto out;
 665
 666         /* the loop device has to be read-only */
 667         error = -EINVAL;
 668         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 669                 goto out;
 670
 671         error = -EBADF;
 672         file = fget(arg);
 673         if (!file)
 674                 goto out;
 675
 676         inode = file->f_mapping->host;
 677         old_file = lo->lo_backing_file;
 678
 679         error = -EINVAL;
 680
 681         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 682                 goto out_putf;
 683
 684         /* new backing store needs to support loop (eg splice_read) */
 685         if (!inode->i_fop->splice_read)
 686                 goto out_putf;
 687
 688         /* size of the new backing store needs to be the same */
 689         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 690                 goto out_putf;
 691
 692         /* and ... switch */
 693         error = loop_switch(lo, file);
 694         if (error)
 695                 goto out_putf;
 696
 697         fput(old_file);
 698         if (max_part > 0)
 699                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 700         return 0;
 701
 702  out_putf:
 703         fput(file);
 704  out:
 705         return error;
 706 }
 707
 708 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 709 {
 710         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 711
 712         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 713 }
 714
 715 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file,
 716                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 717 {
 718         struct file     *file, *f;
 719         struct inode    *inode;
 720         struct address_space *mapping;
 721         unsigned lo_blocksize;
 722         int             lo_flags = 0;
 723         int             error;
 724         loff_t          size;
 725
 726         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 727         __module_get(THIS_MODULE);
 728
 729         error = -EBADF;
 730         file = fget(arg);
 731         if (!file)
 732                 goto out;
 733
 734         error = -EBUSY;
 735         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 736                 goto out_putf;
 737
 738         /* Avoid recursion */
 739         f = file;
 740         while (is_loop_device(f)) {
 741                 struct loop_device *l;
 742
 743                 if (f->f_mapping->host->i_rdev == lo_file->f_mapping->host->i_rdev)
 744                         goto out_putf;
 745
 746                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 747                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 748                         error = -EINVAL;
 749                         goto out_putf;
 750                 }
 751                 f = l->lo_backing_file;
 752         }
 753
 754         mapping = file->f_mapping;
 755         inode = mapping->host;
 756
 757         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 758                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 759
 760         error = -EINVAL;
 761         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 762                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 763                 /*
 764                  * If we can't read - sorry. If we only can't write - well,
 765                  * it's going to be read-only.
 766                  */
 767                 if (!file->f_op->splice_read)
 768                         goto out_putf;
 769                 if (aops->prepare_write || aops->write_begin)
 770                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 771                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 772                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 773
 774                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 775                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 776
 777                 error = 0;
 778         } else {
 779                 goto out_putf;
 780         }
 781
 782         size = get_loop_size(lo, file);
 783
 784         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 785                 error = -EFBIG;
 786                 goto out_putf;
 787         }
 788
 789         if (!(lo_file->f_mode & FMODE_WRITE))
 790                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 791
 792         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 793
 794         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 795         lo->lo_device = bdev;
 796         lo->lo_flags = lo_flags;
 797         lo->lo_backing_file = file;
 798         lo->transfer = transfer_none;
 799         lo->ioctl = NULL;
 800         lo->lo_sizelimit = 0;
 801         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 802         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 803
 804         lo->lo_bio = lo->lo_biotail = NULL;
 805
 806         /*
 807          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 808          * device
 809          */
 810         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 811         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 812         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
 813
 814         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 815         bd_set_size(bdev, size << 9);
 816
 817         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 818
 819         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 820                                                 lo->lo_number);
 821         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 822                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 823                 goto out_clr;
 824         }
 825         lo->lo_state = Lo_bound;
 826         wake_up_process(lo->lo_thread);
 827         if (max_part > 0)
 828                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 829         return 0;
 830
 831 out_clr:
 832         lo->lo_thread = NULL;
 833         lo->lo_device = NULL;
 834         lo->lo_backing_file = NULL;
 835         lo->lo_flags = 0;
 836         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 837         invalidate_bdev(bdev);
 838         bd_set_size(bdev, 0);
 839         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 840         lo->lo_state = Lo_unbound;
 841  out_putf:
 842         fput(file);
 843  out:
 844         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 845         module_put(THIS_MODULE);
 846         return error;
 847 }
 848
 849 static int
 850 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 851 {
 852         int err = 0;
 853         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 854
 855         if (xfer) {
 856                 if (xfer->release)
 857                         err = xfer->release(lo);
 858                 lo->transfer = NULL;
 859                 lo->lo_encryption = NULL;
 860                 module_put(xfer->owner);
 861         }
 862         return err;
 863 }
 864
 865 static int
 866 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 867                const struct loop_info64 *i)
 868 {
 869         int err = 0;
 870
 871         if (xfer) {
 872                 struct module *owner = xfer->owner;
 873
 874                 if (!try_module_get(owner))
 875                         return -EINVAL;
 876                 if (xfer->init)
 877                         err = xfer->init(lo, i);
 878                 if (err)
 879                         module_put(owner);
 880                 else
 881                         lo->lo_encryption = xfer;
 882         }
 883         return err;
 884 }
 885
 886 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 887 {
 888         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 889         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 890
 891         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 892                 return -ENXIO;
 893
 894         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 895                 return -EBUSY;
 896
 897         if (filp == NULL)
 898                 return -EINVAL;
 899
 900         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 901         lo->lo_state = Lo_rundown;
 902         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 903
 904         kthread_stop(lo->lo_thread);
 905
 906         lo->lo_backing_file = NULL;
 907
 908         loop_release_xfer(lo);
 909         lo->transfer = NULL;
 910         lo->ioctl = NULL;
 911         lo->lo_device = NULL;
 912         lo->lo_encryption = NULL;
 913         lo->lo_offset = 0;
 914         lo->lo_sizelimit = 0;
 915         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 916         lo->lo_flags = 0;
 917         lo->lo_thread = NULL;
 918         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 919         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 920         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 921         invalidate_bdev(bdev);
 922         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 923         bd_set_size(bdev, 0);
 924         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 925         lo->lo_state = Lo_unbound;
 926         fput(filp);
 927         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 928         module_put(THIS_MODULE);
 929         if (max_part > 0)
 930                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 931         return 0;
 932 }
 933
 934 static int
 935 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 936 {
 937         int err;
 938         struct loop_func_table *xfer;
 939
 940         if (lo->lo_encrypt_key_size && lo->lo_key_owner != current->uid &&
 941             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 942                 return -EPERM;
 943         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 944                 return -ENXIO;
 945         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
 946                 return -EINVAL;
 947
 948         err = loop_release_xfer(lo);
 949         if (err)
 950                 return err;
 951
 952         if (info->lo_encrypt_type) {
 953                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
 954
 955                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
 956                         return -EINVAL;
 957                 xfer = xfer_funcs[type];
 958                 if (xfer == NULL)
 959                         return -EINVAL;
 960         } else
 961                 xfer = NULL;
 962
 963         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
 964         if (err)
 965                 return err;
 966
 967         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
 968             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
 969                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
 970                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
 971                 if (figure_loop_size(lo))
 972                         return -EFBIG;
 973         }
 974
 975         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
 976         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
 977         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
 978         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
 979
 980         if (!xfer)
 981                 xfer = &none_funcs;
 982         lo->transfer = xfer->transfer;
 983         lo->ioctl = xfer->ioctl;
 984
 985         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
 986              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
 987                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
 988
 989         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
 990         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
 991         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
 992         if (info->lo_encrypt_key_size) {
 993                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
 994                        info->lo_encrypt_key_size);
 995                 lo->lo_key_owner = current->uid;
 996         }
 997
 998         return 0;
 999 }
1000
1001 static int
1002 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1003 {
1004         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1005         struct kstat stat;
1006         int error;
1007
1008         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1009                 return -ENXIO;
1010         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1011         if (error)
1012                 return error;
1013         memset(info, 0, sizeof(*info));
1014         info->lo_number = lo->lo_number;
1015         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1016         info->lo_inode = stat.ino;
1017         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1018         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1019         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1020         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1021         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1022         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1023         info->lo_encrypt_type =
1024                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1025         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1026                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1027                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1028                        lo->lo_encrypt_key_size);
1029         }
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 static void
1034 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1035 {
1036         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1037         info64->lo_number = info->lo_number;
1038         info64->lo_device = info->lo_device;
1039         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1040         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1041         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1042         info64->lo_sizelimit = 0;
1043         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1044         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1045         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1046         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1047         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1048         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1049                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1050         else
1051                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1052         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1053 }
1054
1055 static int
1056 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1057 {
1058         memset(info, 0, sizeof(*info));
1059         info->lo_number = info64->lo_number;
1060         info->lo_device = info64->lo_device;
1061         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1062         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1063         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1064         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1065         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1066         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1067         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1068         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1069         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1070                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1071         else
1072                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1073         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1074
1075         /* error in case values were truncated */
1076         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1077             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1078             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1079             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1080                 return -EOVERFLOW;
1081
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static int
1086 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1087 {
1088         struct loop_info info;
1089         struct loop_info64 info64;
1090
1091         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1092                 return -EFAULT;
1093         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1094         return loop_set_status(lo, &info64);
1095 }
1096
1097 static int
1098 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1099 {
1100         struct loop_info64 info64;
1101
1102         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1103                 return -EFAULT;
1104         return loop_set_status(lo, &info64);
1105 }
1106
1107 static int
1108 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1109         struct loop_info info;
1110         struct loop_info64 info64;
1111         int err = 0;
1112
1113         if (!arg)
1114                 err = -EINVAL;
1115         if (!err)
1116                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1117         if (!err)
1118                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1119         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1120                 err = -EFAULT;
1121
1122         return err;
1123 }
1124
1125 static int
1126 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1127         struct loop_info64 info64;
1128         int err = 0;
1129
1130         if (!arg)
1131                 err = -EINVAL;
1132         if (!err)
1133                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1134         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1135                 err = -EFAULT;
1136
1137         return err;
1138 }
1139
1140 static int lo_ioctl(struct inode * inode, struct file * file,
1141         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1142 {
1143         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1144         int err;
1145
1146         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1147         switch (cmd) {
1148         case LOOP_SET_FD:
1149                 err = loop_set_fd(lo, file, inode->i_bdev, arg);
1150                 break;
1151         case LOOP_CHANGE_FD:
1152                 err = loop_change_fd(lo, file, inode->i_bdev, arg);
1153                 break;
1154         case LOOP_CLR_FD:
1155                 err = loop_clr_fd(lo, inode->i_bdev);
1156                 break;
1157         case LOOP_SET_STATUS:
1158                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1159                 break;
1160         case LOOP_GET_STATUS:
1161                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1162                 break;
1163         case LOOP_SET_STATUS64:
1164                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1165                 break;
1166         case LOOP_GET_STATUS64:
1167                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1168                 break;
1169         default:
1170                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1171         }
1172         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1173         return err;
1174 }
1175
1176 #ifdef CONFIG_COMPAT
1177 struct compat_loop_info {
1178         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1179         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1180         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1181         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1182         compat_int_t    lo_offset;
1183         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1184         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1185         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1186         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1187         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1188         compat_ulong_t  lo_init[2];
1189         char            reserved[4];
1190 };
1191
1192 /*
1193  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1194  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1195  */
1196 static noinline int
1197 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1198                         struct loop_info64 *info64)
1199 {
1200         struct compat_loop_info info;
1201
1202         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1203                 return -EFAULT;
1204
1205         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1206         info64->lo_number = info.lo_number;
1207         info64->lo_device = info.lo_device;
1208         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1209         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1210         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1211         info64->lo_sizelimit = 0;
1212         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1213         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1214         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1215         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1216         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1217         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1218                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1219         else
1220                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1221         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1227  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1228  */
1229 static noinline int
1230 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1231                       struct compat_loop_info __user *arg)
1232 {
1233         struct compat_loop_info info;
1234
1235         memset(&info, 0, sizeof(info));
1236         info.lo_number = info64->lo_number;
1237         info.lo_device = info64->lo_device;
1238         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1239         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1240         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1241         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1242         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1243         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1244         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1245         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1246         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1247                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1248         else
1249                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1250         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1251
1252         /* error in case values were truncated */
1253         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1254             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1255             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1256             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1257             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1258             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1259                 return -EOVERFLOW;
1260
1261         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1262                 return -EFAULT;
1263         return 0;
1264 }
1265
1266 static int
1267 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1268                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1269 {
1270         struct loop_info64 info64;
1271         int ret;
1272
1273         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1274         if (ret < 0)
1275                 return ret;
1276         return loop_set_status(lo, &info64);
1277 }
1278
1279 static int
1280 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1281                        struct compat_loop_info __user *arg)
1282 {
1283         struct loop_info64 info64;
1284         int err = 0;
1285
1286         if (!arg)
1287                 err = -EINVAL;
1288         if (!err)
1289                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1290         if (!err)
1291                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1292         return err;
1293 }
1294
1295 static long lo_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1296 {
1297         struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
1298         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1299         int err;
1300
1301         switch(cmd) {
1302         case LOOP_SET_STATUS:
1303                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1304                 err = loop_set_status_compat(
1305                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1306                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1307                 break;
1308         case LOOP_GET_STATUS:
1309                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1310                 err = loop_get_status_compat(
1311                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1312                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1313                 break;
1314         case LOOP_CLR_FD:
1315         case LOOP_GET_STATUS64:
1316         case LOOP_SET_STATUS64:
1317                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1318         case LOOP_SET_FD:
1319         case LOOP_CHANGE_FD:
1320                 err = lo_ioctl(inode, file, cmd, arg);
1321                 break;
1322         default:
1323                 err = -ENOIOCTLCMD;
1324                 break;
1325         }
1326         return err;
1327 }
1328 #endif
1329
1330 static int lo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1331 {
1332         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1333
1334         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1335         lo->lo_refcnt++;
1336         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1337
1338         return 0;
1339 }
1340
1341 static int lo_release(struct inode *inode, struct file *file)
1342 {
1343         struct loop_device *lo = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
1344
1345         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1346         --lo->lo_refcnt;
1347
1348         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) && !lo->lo_refcnt)
1349                 loop_clr_fd(lo, inode->i_bdev);
1350
1351         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1352
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 static struct block_device_operations lo_fops = {
1357         .owner =        THIS_MODULE,
1358         .open =         lo_open,
1359         .release =      lo_release,
1360         .ioctl =        lo_ioctl,
1361 #ifdef CONFIG_COMPAT
1362         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1363 #endif
1364 };
1365
1366 /*
1367  * And now the modules code and kernel interface.
1368  */
1369 static int max_loop;
1370 module_param(max_loop, int, 0);
1371 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1372 module_param(max_part, int, 0);
1373 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1374 MODULE_LICENSE("GPL");
1375 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1376
1377 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1378 {
1379         unsigned int n = funcs->number;
1380
1381         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1382                 return -EINVAL;
1383         xfer_funcs[n] = funcs;
1384         return 0;
1385 }
1386
1387 int loop_unregister_transfer(int number)
1388 {
1389         unsigned int n = number;
1390         struct loop_device *lo;
1391         struct loop_func_table *xfer;
1392
1393         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1394                 return -EINVAL;
1395
1396         xfer_funcs[n] = NULL;
1397
1398         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1399                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1400
1401                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1402                         loop_release_xfer(lo);
1403
1404                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1405         }
1406
1407         return 0;
1408 }
1409
1410 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1411 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1412
1413 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1414 {
1415         struct loop_device *lo;
1416         struct gendisk *disk;
1417
1418         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1419         if (!lo)
1420                 goto out;
1421
1422         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1423         if (!lo->lo_queue)
1424                 goto out_free_dev;
1425
1426         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1427         if (!disk)
1428                 goto out_free_queue;
1429
1430         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1431         lo->lo_number           = i;
1432         lo->lo_thread           = NULL;
1433         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1434         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1435         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1436         disk->first_minor       = i << part_shift;
1437         disk->fops              = &lo_fops;
1438         disk->private_data      = lo;
1439         disk->queue             = lo->lo_queue;
1440         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1441         return lo;
1442
1443 out_free_queue:
1444         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1445 out_free_dev:
1446         kfree(lo);
1447 out:
1448         return NULL;
1449 }
1450
1451 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1452 {
1453         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1454         put_disk(lo->lo_disk);
1455         list_del(&lo->lo_list);
1456         kfree(lo);
1457 }
1458
1459 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1460 {
1461         struct loop_device *lo;
1462
1463         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1464                 if (lo->lo_number == i)
1465                         return lo;
1466         }
1467
1468         lo = loop_alloc(i);
1469         if (lo) {
1470                 add_disk(lo->lo_disk);
1471                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1472         }
1473         return lo;
1474 }
1475
1476 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1477 {
1478         del_gendisk(lo->lo_disk);
1479         loop_free(lo);
1480 }
1481
1482 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1483 {
1484         struct loop_device *lo;
1485         struct kobject *kobj;
1486
1487         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1488         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1489         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1490         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1491
1492         *part = 0;
1493         return kobj;
1494 }
1495
1496 static int __init loop_init(void)
1497 {
1498         int i, nr;
1499         unsigned long range;
1500         struct loop_device *lo, *next;
1501
1502         /*
1503          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1504          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1505          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1506          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1507          * tool, we do the following:
1508          *
1509          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1510          *     also becomes a hard limit.
1511          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1512          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1513          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1514          *     device on-demand.
1515          */
1516
1517         part_shift = 0;
1518         if (max_part > 0)
1519                 part_shift = fls(max_part);
1520
1521         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1522                 return -EINVAL;
1523
1524         if (max_loop) {
1525                 nr = max_loop;
1526                 range = max_loop;
1527         } else {
1528                 nr = 8;
1529                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1530         }
1531
1532         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1533                 return -EIO;
1534
1535         for (i = 0; i < nr; i++) {
1536                 lo = loop_alloc(i);
1537                 if (!lo)
1538                         goto Enomem;
1539                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1540         }
1541
1542         /* point of no return */
1543
1544         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1545                 add_disk(lo->lo_disk);
1546
1547         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1548                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1549
1550         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1551         return 0;
1552
1553 Enomem:
1554         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1555
1556         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1557                 loop_free(lo);
1558
1559         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1560         return -ENOMEM;
1561 }
1562
1563 static void __exit loop_exit(void)
1564 {
1565         unsigned long range;
1566         struct loop_device *lo, *next;
1567
1568         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1569
1570         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1571                 loop_del_one(lo);
1572
1573         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1574         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1575 }
1576
1577 module_init(loop_init);
1578 module_exit(loop_exit);
1579
1580 #ifndef MODULE
1581 static int __init max_loop_setup(char *str)
1582 {
1583         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1584         return 1;
1585 }
1586
1587 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1588 #endif