drivers/block/loop.c

   1 /*
   2  *  linux/drivers/block/loop.c
   3  *
   4  *  Written by Theodore Ts'o, 3/29/93
   5  *
   6  * Copyright 1993 by Theodore Ts'o.  Redistribution of this file is
   7  * permitted under the GNU General Public License.
   8  *
   9  * DES encryption plus some minor changes by Werner Almesberger, 30-MAY-1993
  10  * more DES encryption plus IDEA encryption by Nicholas J. Leon, June 20, 1996
  11  *
  12  * Modularized and updated for 1.1.16 kernel - Mitch Dsouza 28th May 1994
  13  * Adapted for 1.3.59 kernel - Andries Brouwer, 1 Feb 1996
  14  *
  15  * Fixed do_loop_request() re-entrancy - Vincent.Renardias@waw.com Mar 20, 1997
  16  *
  17  * Added devfs support - Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au> 16-Jan-1998
  18  *
  19  * Handle sparse backing files correctly - Kenn Humborg, Jun 28, 1998
  20  *
  21  * Loadable modules and other fixes by AK, 1998
  22  *
  23  * Make real block number available to downstream transfer functions, enables
  24  * CBC (and relatives) mode encryption requiring unique IVs per data block.
  25  * Reed H. Petty, rhp@draper.net
  26  *
  27  * Maximum number of loop devices now dynamic via max_loop module parameter.
  28  * Russell Kroll <rkroll@exploits.org> 19990701
  29  *
  30  * Maximum number of loop devices when compiled-in now selectable by passing
  31  * max_loop=<1-255> to the kernel on boot.
  32  * Erik I. Bolsø, <eriki@himolde.no>, Oct 31, 1999
  33  *
  34  * Completely rewrite request handling to be make_request_fn style and
  35  * non blocking, pushing work to a helper thread. Lots of fixes from
  36  * Al Viro too.
  37  * Jens Axboe <axboe@suse.de>, Nov 2000
  38  *
  39  * Support up to 256 loop devices
  40  * Heinz Mauelshagen <mge@sistina.com>, Feb 2002
  41  *
  42  * Support for falling back on the write file operation when the address space
  43  * operations write_begin is not available on the backing filesystem.
  44  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  45  *
  46  * Still To Fix:
  47  * - Advisory locking is ignored here.
  48  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  49  *
  50  */
  51
  52 #include <linux/module.h>
  53 #include <linux/moduleparam.h>
  54 #include <linux/sched.h>
  55 #include <linux/fs.h>
  56 #include <linux/file.h>
  57 #include <linux/stat.h>
  58 #include <linux/errno.h>
  59 #include <linux/major.h>
  60 #include <linux/wait.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/blkpg.h>
  63 #include <linux/init.h>
  64 #include <linux/swap.h>
  65 #include <linux/slab.h>
  66 #include <linux/loop.h>
  67 #include <linux/compat.h>
  68 #include <linux/suspend.h>
  69 #include <linux/freezer.h>
  70 #include <linux/mutex.h>
  71 #include <linux/writeback.h>
  72 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
  73 #include <linux/completion.h>
  74 #include <linux/highmem.h>
  75 #include <linux/kthread.h>
  76 #include <linux/splice.h>
  77
  78 #include <asm/uaccess.h>
  79
  80 static DEFINE_MUTEX(loop_mutex);
  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                 file_update_time(file);
 243
 244                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, offset,
 245                                 bvec->bv_page, bv_offs, size, IV);
 246                 copied = size;
 247                 if (unlikely(transfer_result))
 248                         copied = 0;
 249
 250                 ret = pagecache_write_end(file, mapping, pos, size, copied,
 251                                                         page, fsdata);
 252                 if (ret < 0 || ret != copied)
 253                         goto fail;
 254
 255                 if (unlikely(transfer_result))
 256                         goto fail;
 257
 258                 bv_offs += copied;
 259                 len -= copied;
 260                 offset = 0;
 261                 index++;
 262                 pos += copied;
 263         }
 264         ret = 0;
 265 out:
 266         mutex_unlock(&mapping->host->i_mutex);
 267         return ret;
 268 fail:
 269         ret = -1;
 270         goto out;
 271 }
 272
 273 /**
 274  * __do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 275  *
 276  * This helper just factors out common code between do_lo_send_direct_write()
 277  * and do_lo_send_write().
 278  */
 279 static int __do_lo_send_write(struct file *file,
 280                 u8 *buf, const int len, loff_t pos)
 281 {
 282         ssize_t bw;
 283         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 284
 285         set_fs(get_ds());
 286         bw = file->f_op->write(file, buf, len, &pos);
 287         set_fs(old_fs);
 288         if (likely(bw == len))
 289                 return 0;
 290         printk(KERN_ERR "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 291                         (unsigned long long)pos, len);
 292         if (bw >= 0)
 293                 bw = -EIO;
 294         return bw;
 295 }
 296
 297 /**
 298  * do_lo_send_direct_write - helper for writing data to a loop device
 299  *
 300  * This is the fast, non-transforming version for backing filesystems which do
 301  * not implement the address space operations write_begin and write_end.
 302  * It uses the write file operation which should be present on all writeable
 303  * filesystems.
 304  */
 305 static int do_lo_send_direct_write(struct loop_device *lo,
 306                 struct bio_vec *bvec, loff_t pos, struct page *page)
 307 {
 308         ssize_t bw = __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 309                         kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset,
 310                         bvec->bv_len, pos);
 311         kunmap(bvec->bv_page);
 312         cond_resched();
 313         return bw;
 314 }
 315
 316 /**
 317  * do_lo_send_write - helper for writing data to a loop device
 318  *
 319  * This is the slow, transforming version for filesystems which do not
 320  * implement the address space operations write_begin and write_end.  It
 321  * uses the write file operation which should be present on all writeable
 322  * filesystems.
 323  *
 324  * Using fops->write is slower than using aops->{prepare,commit}_write in the
 325  * transforming case because we need to double buffer the data as we cannot do
 326  * the transformations in place as we do not have direct access to the
 327  * destination pages of the backing file.
 328  */
 329 static int do_lo_send_write(struct loop_device *lo, struct bio_vec *bvec,
 330                 loff_t pos, struct page *page)
 331 {
 332         int ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec->bv_page,
 333                         bvec->bv_offset, bvec->bv_len, pos >> 9);
 334         if (likely(!ret))
 335                 return __do_lo_send_write(lo->lo_backing_file,
 336                                 page_address(page), bvec->bv_len,
 337                                 pos);
 338         printk(KERN_ERR "loop: Transfer error at byte offset %llu, "
 339                         "length %i.\n", (unsigned long long)pos, bvec->bv_len);
 340         if (ret > 0)
 341                 ret = -EIO;
 342         return ret;
 343 }
 344
 345 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct bio *bio, loff_t pos)
 346 {
 347         int (*do_lo_send)(struct loop_device *, struct bio_vec *, 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, 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         int size, ret;
 398
 399         ret = buf->ops->confirm(pipe, buf);
 400         if (unlikely(ret))
 401                 return ret;
 402
 403         IV = ((sector_t) page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9)) +
 404                                                         (buf->offset >> 9);
 405         size = sd->len;
 406         if (size > p->bsize)
 407                 size = p->bsize;
 408
 409         if (lo_do_transfer(lo, READ, page, buf->offset, p->page, p->offset, size, IV)) {
 410                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",
 411                        page->index);
 412                 size = -EINVAL;
 413         }
 414
 415         flush_dcache_page(p->page);
 416
 417         if (size > 0)
 418                 p->offset += size;
 419
 420         return size;
 421 }
 422
 423 static int
 424 lo_direct_splice_actor(struct pipe_inode_info *pipe, struct splice_desc *sd)
 425 {
 426         return __splice_from_pipe(pipe, sd, lo_splice_actor);
 427 }
 428
 429 static int
 430 do_lo_receive(struct loop_device *lo,
 431               struct bio_vec *bvec, int bsize, loff_t pos)
 432 {
 433         struct lo_read_data cookie;
 434         struct splice_desc sd;
 435         struct file *file;
 436         long retval;
 437
 438         cookie.lo = lo;
 439         cookie.page = bvec->bv_page;
 440         cookie.offset = bvec->bv_offset;
 441         cookie.bsize = bsize;
 442
 443         sd.len = 0;
 444         sd.total_len = bvec->bv_len;
 445         sd.flags = 0;
 446         sd.pos = pos;
 447         sd.u.data = &cookie;
 448
 449         file = lo->lo_backing_file;
 450         retval = splice_direct_to_actor(file, &sd, lo_direct_splice_actor);
 451
 452         if (retval < 0)
 453                 return retval;
 454
 455         return 0;
 456 }
 457
 458 static int
 459 lo_receive(struct loop_device *lo, struct bio *bio, int bsize, loff_t pos)
 460 {
 461         struct bio_vec *bvec;
 462         int i, ret = 0;
 463
 464         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
 465                 ret = do_lo_receive(lo, bvec, bsize, pos);
 466                 if (ret < 0)
 467                         break;
 468                 pos += bvec->bv_len;
 469         }
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 static int do_bio_filebacked(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 474 {
 475         loff_t pos;
 476         int ret;
 477
 478         pos = ((loff_t) bio->bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
 479
 480         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
 481                 bool barrier = !!(bio->bi_rw & REQ_HARDBARRIER);
 482                 struct file *file = lo->lo_backing_file;
 483
 484                 if (barrier) {
 485                         if (unlikely(!file->f_op->fsync)) {
 486                                 ret = -EOPNOTSUPP;
 487                                 goto out;
 488                         }
 489
 490                         ret = vfs_fsync(file, 0);
 491                         if (unlikely(ret)) {
 492                                 ret = -EIO;
 493                                 goto out;
 494                         }
 495                 }
 496
 497                 ret = lo_send(lo, bio, pos);
 498
 499                 if (barrier && !ret) {
 500                         ret = vfs_fsync(file, 0);
 501                         if (unlikely(ret))
 502                                 ret = -EIO;
 503                 }
 504         } else
 505                 ret = lo_receive(lo, bio, lo->lo_blocksize, pos);
 506
 507 out:
 508         return ret;
 509 }
 510
 511 /*
 512  * Add bio to back of pending list
 513  */
 514 static void loop_add_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 515 {
 516         bio_list_add(&lo->lo_bio_list, bio);
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Grab first pending buffer
 521  */
 522 static struct bio *loop_get_bio(struct loop_device *lo)
 523 {
 524         return bio_list_pop(&lo->lo_bio_list);
 525 }
 526
 527 static int loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 528 {
 529         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 530         int rw = bio_rw(old_bio);
 531
 532         if (rw == READA)
 533                 rw = READ;
 534
 535         BUG_ON(!lo || (rw != READ && rw != WRITE));
 536
 537         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 538         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 539                 goto out;
 540         if (unlikely(rw == WRITE && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)))
 541                 goto out;
 542         loop_add_bio(lo, old_bio);
 543         wake_up(&lo->lo_event);
 544         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 545         return 0;
 546
 547 out:
 548         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 549         bio_io_error(old_bio);
 550         return 0;
 551 }
 552
 553 /*
 554  * kick off io on the underlying address space
 555  */
 556 static void loop_unplug(struct request_queue *q)
 557 {
 558         struct loop_device *lo = q->queuedata;
 559
 560         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
 561         blk_run_address_space(lo->lo_backing_file->f_mapping);
 562 }
 563
 564 struct switch_request {
 565         struct file *file;
 566         struct completion wait;
 567 };
 568
 569 static void do_loop_switch(struct loop_device *, struct switch_request *);
 570
 571 static inline void loop_handle_bio(struct loop_device *lo, struct bio *bio)
 572 {
 573         if (unlikely(!bio->bi_bdev)) {
 574                 do_loop_switch(lo, bio->bi_private);
 575                 bio_put(bio);
 576         } else {
 577                 int ret = do_bio_filebacked(lo, bio);
 578                 bio_endio(bio, ret);
 579         }
 580 }
 581
 582 /*
 583  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 584  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 585  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 586  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 587  *
 588  * Loop explanation:  loop_clr_fd() sets lo_state to Lo_rundown before
 589  * calling kthread_stop().  Therefore once kthread_should_stop() is
 590  * true, make_request will not place any more requests.  Therefore
 591  * once kthread_should_stop() is true and lo_bio is NULL, we are
 592  * done with the loop.
 593  */
 594 static int loop_thread(void *data)
 595 {
 596         struct loop_device *lo = data;
 597         struct bio *bio;
 598
 599         set_user_nice(current, -20);
 600
 601         while (!kthread_should_stop() || !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list)) {
 602
 603                 wait_event_interruptible(lo->lo_event,
 604                                 !bio_list_empty(&lo->lo_bio_list) ||
 605                                 kthread_should_stop());
 606
 607                 if (bio_list_empty(&lo->lo_bio_list))
 608                         continue;
 609                 spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 610                 bio = loop_get_bio(lo);
 611                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 612
 613                 BUG_ON(!bio);
 614                 loop_handle_bio(lo, bio);
 615         }
 616
 617         return 0;
 618 }
 619
 620 /*
 621  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 622  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 623  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 624  */
 625 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 626 {
 627         struct switch_request w;
 628         struct bio *bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, 0);
 629         if (!bio)
 630                 return -ENOMEM;
 631         init_completion(&w.wait);
 632         w.file = file;
 633         bio->bi_private = &w;
 634         bio->bi_bdev = NULL;
 635         loop_make_request(lo->lo_queue, bio);
 636         wait_for_completion(&w.wait);
 637         return 0;
 638 }
 639
 640 /*
 641  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 642  */
 643 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 644 {
 645         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
 646         if (!lo->lo_thread)
 647                 return 0;
 648
 649         return loop_switch(lo, NULL);
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 654  */
 655 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 656 {
 657         struct file *file = p->file;
 658         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 659         struct address_space *mapping;
 660
 661         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 662         if (!file)
 663                 goto out;
 664
 665         mapping = file->f_mapping;
 666         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 667         lo->lo_backing_file = file;
 668         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 669                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 670         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 671         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 672 out:
 673         complete(&p->wait);
 674 }
 675
 676
 677 /*
 678  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 679  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 680  * the original file and in High Availability environments to switch to
 681  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 682  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 683  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 684  */
 685 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 686                           unsigned int arg)
 687 {
 688         struct file     *file, *old_file;
 689         struct inode    *inode;
 690         int             error;
 691
 692         error = -ENXIO;
 693         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 694                 goto out;
 695
 696         /* the loop device has to be read-only */
 697         error = -EINVAL;
 698         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 699                 goto out;
 700
 701         error = -EBADF;
 702         file = fget(arg);
 703         if (!file)
 704                 goto out;
 705
 706         inode = file->f_mapping->host;
 707         old_file = lo->lo_backing_file;
 708
 709         error = -EINVAL;
 710
 711         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 712                 goto out_putf;
 713
 714         /* size of the new backing store needs to be the same */
 715         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 716                 goto out_putf;
 717
 718         /* and ... switch */
 719         error = loop_switch(lo, file);
 720         if (error)
 721                 goto out_putf;
 722
 723         fput(old_file);
 724         if (max_part > 0)
 725                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 726         return 0;
 727
 728  out_putf:
 729         fput(file);
 730  out:
 731         return error;
 732 }
 733
 734 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 735 {
 736         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 737
 738         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 739 }
 740
 741 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 742                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 743 {
 744         struct file     *file, *f;
 745         struct inode    *inode;
 746         struct address_space *mapping;
 747         unsigned lo_blocksize;
 748         int             lo_flags = 0;
 749         int             error;
 750         loff_t          size;
 751
 752         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 753         __module_get(THIS_MODULE);
 754
 755         error = -EBADF;
 756         file = fget(arg);
 757         if (!file)
 758                 goto out;
 759
 760         error = -EBUSY;
 761         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 762                 goto out_putf;
 763
 764         /* Avoid recursion */
 765         f = file;
 766         while (is_loop_device(f)) {
 767                 struct loop_device *l;
 768
 769                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 770                         goto out_putf;
 771
 772                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 773                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 774                         error = -EINVAL;
 775                         goto out_putf;
 776                 }
 777                 f = l->lo_backing_file;
 778         }
 779
 780         mapping = file->f_mapping;
 781         inode = mapping->host;
 782
 783         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 784                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 785
 786         error = -EINVAL;
 787         if (S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 788                 const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 789
 790                 if (aops->write_begin)
 791                         lo_flags |= LO_FLAGS_USE_AOPS;
 792                 if (!(lo_flags & LO_FLAGS_USE_AOPS) && !file->f_op->write)
 793                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 794
 795                 lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 796                         inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 797
 798                 error = 0;
 799         } else {
 800                 goto out_putf;
 801         }
 802
 803         size = get_loop_size(lo, file);
 804
 805         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 806                 error = -EFBIG;
 807                 goto out_putf;
 808         }
 809
 810         if (!(mode & FMODE_WRITE))
 811                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 812
 813         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 814
 815         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 816         lo->lo_device = bdev;
 817         lo->lo_flags = lo_flags;
 818         lo->lo_backing_file = file;
 819         lo->transfer = transfer_none;
 820         lo->ioctl = NULL;
 821         lo->lo_sizelimit = 0;
 822         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 823         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 824
 825         bio_list_init(&lo->lo_bio_list);
 826
 827         /*
 828          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 829          * device
 830          */
 831         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 832         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 833         lo->lo_queue->unplug_fn = loop_unplug;
 834
 835         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 836                 blk_queue_ordered(lo->lo_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN);
 837
 838         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 839         bd_set_size(bdev, size << 9);
 840         /* let user-space know about the new size */
 841         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 842
 843         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 844
 845         lo->lo_thread = kthread_create(loop_thread, lo, "loop%d",
 846                                                 lo->lo_number);
 847         if (IS_ERR(lo->lo_thread)) {
 848                 error = PTR_ERR(lo->lo_thread);
 849                 goto out_clr;
 850         }
 851         lo->lo_state = Lo_bound;
 852         wake_up_process(lo->lo_thread);
 853         if (max_part > 0)
 854                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 855         return 0;
 856
 857 out_clr:
 858         lo->lo_thread = NULL;
 859         lo->lo_device = NULL;
 860         lo->lo_backing_file = NULL;
 861         lo->lo_flags = 0;
 862         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 863         invalidate_bdev(bdev);
 864         bd_set_size(bdev, 0);
 865         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 866         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask);
 867         lo->lo_state = Lo_unbound;
 868  out_putf:
 869         fput(file);
 870  out:
 871         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 872         module_put(THIS_MODULE);
 873         return error;
 874 }
 875
 876 static int
 877 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 878 {
 879         int err = 0;
 880         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 881
 882         if (xfer) {
 883                 if (xfer->release)
 884                         err = xfer->release(lo);
 885                 lo->transfer = NULL;
 886                 lo->lo_encryption = NULL;
 887                 module_put(xfer->owner);
 888         }
 889         return err;
 890 }
 891
 892 static int
 893 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 894                const struct loop_info64 *i)
 895 {
 896         int err = 0;
 897
 898         if (xfer) {
 899                 struct module *owner = xfer->owner;
 900
 901                 if (!try_module_get(owner))
 902                         return -EINVAL;
 903                 if (xfer->init)
 904                         err = xfer->init(lo, i);
 905                 if (err)
 906                         module_put(owner);
 907                 else
 908                         lo->lo_encryption = xfer;
 909         }
 910         return err;
 911 }
 912
 913 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 914 {
 915         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 916         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 917
 918         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 919                 return -ENXIO;
 920
 921         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 922                 return -EBUSY;
 923
 924         if (filp == NULL)
 925                 return -EINVAL;
 926
 927         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 928         lo->lo_state = Lo_rundown;
 929         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 930
 931         kthread_stop(lo->lo_thread);
 932
 933         lo->lo_queue->unplug_fn = NULL;
 934         lo->lo_backing_file = NULL;
 935
 936         loop_release_xfer(lo);
 937         lo->transfer = NULL;
 938         lo->ioctl = NULL;
 939         lo->lo_device = NULL;
 940         lo->lo_encryption = NULL;
 941         lo->lo_offset = 0;
 942         lo->lo_sizelimit = 0;
 943         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 944         lo->lo_flags = 0;
 945         lo->lo_thread = NULL;
 946         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 947         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 948         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 949         if (bdev)
 950                 invalidate_bdev(bdev);
 951         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
 952         if (bdev) {
 953                 bd_set_size(bdev, 0);
 954                 /* let user-space know about this change */
 955                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 956         }
 957         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 958         lo->lo_state = Lo_unbound;
 959         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 960         module_put(THIS_MODULE);
 961         if (max_part > 0 && bdev)
 962                 ioctl_by_bdev(bdev, BLKRRPART, 0);
 963         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
 964         /*
 965          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
 966          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
 967          * lock dependency possibility warning as fput can take
 968          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
 969          */
 970         fput(filp);
 971         return 0;
 972 }
 973
 974 static int
 975 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 976 {
 977         int err;
 978         struct loop_func_table *xfer;
 979         uid_t uid = current_uid();
 980
 981         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
 982             lo->lo_key_owner != uid &&
 983             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 984                 return -EPERM;
 985         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 986                 return -ENXIO;
 987         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
 988                 return -EINVAL;
 989
 990         err = loop_release_xfer(lo);
 991         if (err)
 992                 return err;
 993
 994         if (info->lo_encrypt_type) {
 995                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
 996
 997                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
 998                         return -EINVAL;
 999                 xfer = xfer_funcs[type];
1000                 if (xfer == NULL)
1001                         return -EINVAL;
1002         } else
1003                 xfer = NULL;
1004
1005         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1006         if (err)
1007                 return err;
1008
1009         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1010             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1011                 lo->lo_offset = info->lo_offset;
1012                 lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1013                 if (figure_loop_size(lo))
1014                         return -EFBIG;
1015         }
1016
1017         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1018         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1019         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1020         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1021
1022         if (!xfer)
1023                 xfer = &none_funcs;
1024         lo->transfer = xfer->transfer;
1025         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1026
1027         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1028              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1029                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1030
1031         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1032         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1033         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1034         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1035                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1036                        info->lo_encrypt_key_size);
1037                 lo->lo_key_owner = uid;
1038         }
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 static int
1044 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1045 {
1046         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1047         struct kstat stat;
1048         int error;
1049
1050         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1051                 return -ENXIO;
1052         error = vfs_getattr(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, &stat);
1053         if (error)
1054                 return error;
1055         memset(info, 0, sizeof(*info));
1056         info->lo_number = lo->lo_number;
1057         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1058         info->lo_inode = stat.ino;
1059         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1060         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1061         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1062         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1063         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1064         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1065         info->lo_encrypt_type =
1066                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1067         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1068                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1069                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1070                        lo->lo_encrypt_key_size);
1071         }
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 static void
1076 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1077 {
1078         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1079         info64->lo_number = info->lo_number;
1080         info64->lo_device = info->lo_device;
1081         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1082         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1083         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1084         info64->lo_sizelimit = 0;
1085         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1086         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1087         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1088         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1089         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1090         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1091                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1092         else
1093                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1094         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1095 }
1096
1097 static int
1098 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1099 {
1100         memset(info, 0, sizeof(*info));
1101         info->lo_number = info64->lo_number;
1102         info->lo_device = info64->lo_device;
1103         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1104         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1105         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1106         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1107         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1108         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1109         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1110         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1111         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1112                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1113         else
1114                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1115         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1116
1117         /* error in case values were truncated */
1118         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1119             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1120             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1121             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1122                 return -EOVERFLOW;
1123
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 static int
1128 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1129 {
1130         struct loop_info info;
1131         struct loop_info64 info64;
1132
1133         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1134                 return -EFAULT;
1135         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1136         return loop_set_status(lo, &info64);
1137 }
1138
1139 static int
1140 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1141 {
1142         struct loop_info64 info64;
1143
1144         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1145                 return -EFAULT;
1146         return loop_set_status(lo, &info64);
1147 }
1148
1149 static int
1150 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1151         struct loop_info info;
1152         struct loop_info64 info64;
1153         int err = 0;
1154
1155         if (!arg)
1156                 err = -EINVAL;
1157         if (!err)
1158                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1159         if (!err)
1160                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1161         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1162                 err = -EFAULT;
1163
1164         return err;
1165 }
1166
1167 static int
1168 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1169         struct loop_info64 info64;
1170         int err = 0;
1171
1172         if (!arg)
1173                 err = -EINVAL;
1174         if (!err)
1175                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1176         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1177                 err = -EFAULT;
1178
1179         return err;
1180 }
1181
1182 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1183 {
1184         int err;
1185         sector_t sec;
1186         loff_t sz;
1187
1188         err = -ENXIO;
1189         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1190                 goto out;
1191         err = figure_loop_size(lo);
1192         if (unlikely(err))
1193                 goto out;
1194         sec = get_capacity(lo->lo_disk);
1195         /* the width of sector_t may be narrow for bit-shift */
1196         sz = sec;
1197         sz <<= 9;
1198         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1199         bd_set_size(bdev, sz);
1200         /* let user-space know about the new size */
1201         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1202         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1203
1204  out:
1205         return err;
1206 }
1207
1208 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1209         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1210 {
1211         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1212         int err;
1213
1214         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1215         switch (cmd) {
1216         case LOOP_SET_FD:
1217                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1218                 break;
1219         case LOOP_CHANGE_FD:
1220                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1221                 break;
1222         case LOOP_CLR_FD:
1223                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1224                 err = loop_clr_fd(lo, bdev);
1225                 if (!err)
1226                         goto out_unlocked;
1227                 break;
1228         case LOOP_SET_STATUS:
1229                 err = loop_set_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1230                 break;
1231         case LOOP_GET_STATUS:
1232                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1233                 break;
1234         case LOOP_SET_STATUS64:
1235                 err = loop_set_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1236                 break;
1237         case LOOP_GET_STATUS64:
1238                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1239                 break;
1240         case LOOP_SET_CAPACITY:
1241                 err = -EPERM;
1242                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1243                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1244                 break;
1245         default:
1246                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1247         }
1248         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1249
1250 out_unlocked:
1251         return err;
1252 }
1253
1254 #ifdef CONFIG_COMPAT
1255 struct compat_loop_info {
1256         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1257         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1258         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1259         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1260         compat_int_t    lo_offset;
1261         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1262         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1263         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1264         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1265         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1266         compat_ulong_t  lo_init[2];
1267         char            reserved[4];
1268 };
1269
1270 /*
1271  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1272  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1273  */
1274 static noinline int
1275 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1276                         struct loop_info64 *info64)
1277 {
1278         struct compat_loop_info info;
1279
1280         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1281                 return -EFAULT;
1282
1283         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1284         info64->lo_number = info.lo_number;
1285         info64->lo_device = info.lo_device;
1286         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1287         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1288         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1289         info64->lo_sizelimit = 0;
1290         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1291         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1292         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1293         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1294         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1295         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1296                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1297         else
1298                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1299         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1300         return 0;
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1305  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1306  */
1307 static noinline int
1308 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1309                       struct compat_loop_info __user *arg)
1310 {
1311         struct compat_loop_info info;
1312
1313         memset(&info, 0, sizeof(info));
1314         info.lo_number = info64->lo_number;
1315         info.lo_device = info64->lo_device;
1316         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1317         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1318         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1319         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1320         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1321         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1322         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1323         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1324         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1325                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1326         else
1327                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1328         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1329
1330         /* error in case values were truncated */
1331         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1332             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1333             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1334             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1335             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1336             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1337                 return -EOVERFLOW;
1338
1339         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1340                 return -EFAULT;
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 static int
1345 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1346                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1347 {
1348         struct loop_info64 info64;
1349         int ret;
1350
1351         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1352         if (ret < 0)
1353                 return ret;
1354         return loop_set_status(lo, &info64);
1355 }
1356
1357 static int
1358 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1359                        struct compat_loop_info __user *arg)
1360 {
1361         struct loop_info64 info64;
1362         int err = 0;
1363
1364         if (!arg)
1365                 err = -EINVAL;
1366         if (!err)
1367                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1368         if (!err)
1369                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1370         return err;
1371 }
1372
1373 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1374                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1375 {
1376         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1377         int err;
1378
1379         switch(cmd) {
1380         case LOOP_SET_STATUS:
1381                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1382                 err = loop_set_status_compat(
1383                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1384                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1385                 break;
1386         case LOOP_GET_STATUS:
1387                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1388                 err = loop_get_status_compat(
1389                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1390                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1391                 break;
1392         case LOOP_SET_CAPACITY:
1393         case LOOP_CLR_FD:
1394         case LOOP_GET_STATUS64:
1395         case LOOP_SET_STATUS64:
1396                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1397         case LOOP_SET_FD:
1398         case LOOP_CHANGE_FD:
1399                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1400                 break;
1401         default:
1402                 err = -ENOIOCTLCMD;
1403                 break;
1404         }
1405         return err;
1406 }
1407 #endif
1408
1409 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1410 {
1411         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1412
1413         mutex_lock(&loop_mutex);
1414         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1415         lo->lo_refcnt++;
1416         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1417         mutex_unlock(&loop_mutex);
1418
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 static int lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1423 {
1424         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1425         int err;
1426
1427         mutex_lock(&loop_mutex);
1428         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1429
1430         if (--lo->lo_refcnt)
1431                 goto out;
1432
1433         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1434                 /*
1435                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1436                  * and remove configuration after last close.
1437                  */
1438                 err = loop_clr_fd(lo, NULL);
1439                 if (!err)
1440                         goto out_unlocked;
1441         } else {
1442                 /*
1443                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1444                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1445                  */
1446                 loop_flush(lo);
1447         }
1448
1449 out:
1450         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1451 out_unlocked:
1452         mutex_unlock(&loop_mutex);
1453         return 0;
1454 }
1455
1456 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1457         .owner =        THIS_MODULE,
1458         .open =         lo_open,
1459         .release =      lo_release,
1460         .ioctl =        lo_ioctl,
1461 #ifdef CONFIG_COMPAT
1462         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1463 #endif
1464 };
1465
1466 /*
1467  * And now the modules code and kernel interface.
1468  */
1469 static int max_loop;
1470 module_param(max_loop, int, 0);
1471 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1472 module_param(max_part, int, 0);
1473 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1474 MODULE_LICENSE("GPL");
1475 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1476
1477 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1478 {
1479         unsigned int n = funcs->number;
1480
1481         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1482                 return -EINVAL;
1483         xfer_funcs[n] = funcs;
1484         return 0;
1485 }
1486
1487 int loop_unregister_transfer(int number)
1488 {
1489         unsigned int n = number;
1490         struct loop_device *lo;
1491         struct loop_func_table *xfer;
1492
1493         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1494                 return -EINVAL;
1495
1496         xfer_funcs[n] = NULL;
1497
1498         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1499                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1500
1501                 if (lo->lo_encryption == xfer)
1502                         loop_release_xfer(lo);
1503
1504                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1505         }
1506
1507         return 0;
1508 }
1509
1510 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1511 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1512
1513 static struct loop_device *loop_alloc(int i)
1514 {
1515         struct loop_device *lo;
1516         struct gendisk *disk;
1517
1518         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1519         if (!lo)
1520                 goto out;
1521
1522         lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1523         if (!lo->lo_queue)
1524                 goto out_free_dev;
1525
1526         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1527         if (!disk)
1528                 goto out_free_queue;
1529
1530         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1531         lo->lo_number           = i;
1532         lo->lo_thread           = NULL;
1533         init_waitqueue_head(&lo->lo_event);
1534         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1535         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1536         disk->first_minor       = i << part_shift;
1537         disk->fops              = &lo_fops;
1538         disk->private_data      = lo;
1539         disk->queue             = lo->lo_queue;
1540         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1541         return lo;
1542
1543 out_free_queue:
1544         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1545 out_free_dev:
1546         kfree(lo);
1547 out:
1548         return NULL;
1549 }
1550
1551 static void loop_free(struct loop_device *lo)
1552 {
1553         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1554         put_disk(lo->lo_disk);
1555         list_del(&lo->lo_list);
1556         kfree(lo);
1557 }
1558
1559 static struct loop_device *loop_init_one(int i)
1560 {
1561         struct loop_device *lo;
1562
1563         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list) {
1564                 if (lo->lo_number == i)
1565                         return lo;
1566         }
1567
1568         lo = loop_alloc(i);
1569         if (lo) {
1570                 add_disk(lo->lo_disk);
1571                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1572         }
1573         return lo;
1574 }
1575
1576 static void loop_del_one(struct loop_device *lo)
1577 {
1578         del_gendisk(lo->lo_disk);
1579         loop_free(lo);
1580 }
1581
1582 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1583 {
1584         struct loop_device *lo;
1585         struct kobject *kobj;
1586
1587         mutex_lock(&loop_devices_mutex);
1588         lo = loop_init_one(dev & MINORMASK);
1589         kobj = lo ? get_disk(lo->lo_disk) : ERR_PTR(-ENOMEM);
1590         mutex_unlock(&loop_devices_mutex);
1591
1592         *part = 0;
1593         return kobj;
1594 }
1595
1596 static int __init loop_init(void)
1597 {
1598         int i, nr;
1599         unsigned long range;
1600         struct loop_device *lo, *next;
1601
1602         /*
1603          * loop module now has a feature to instantiate underlying device
1604          * structure on-demand, provided that there is an access dev node.
1605          * However, this will not work well with user space tool that doesn't
1606          * know about such "feature".  In order to not break any existing
1607          * tool, we do the following:
1608          *
1609          * (1) if max_loop is specified, create that many upfront, and this
1610          *     also becomes a hard limit.
1611          * (2) if max_loop is not specified, create 8 loop device on module
1612          *     load, user can further extend loop device by create dev node
1613          *     themselves and have kernel automatically instantiate actual
1614          *     device on-demand.
1615          */
1616
1617         part_shift = 0;
1618         if (max_part > 0)
1619                 part_shift = fls(max_part);
1620
1621         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift))
1622                 return -EINVAL;
1623
1624         if (max_loop) {
1625                 nr = max_loop;
1626                 range = max_loop;
1627         } else {
1628                 nr = 8;
1629                 range = 1UL << (MINORBITS - part_shift);
1630         }
1631
1632         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop"))
1633                 return -EIO;
1634
1635         for (i = 0; i < nr; i++) {
1636                 lo = loop_alloc(i);
1637                 if (!lo)
1638                         goto Enomem;
1639                 list_add_tail(&lo->lo_list, &loop_devices);
1640         }
1641
1642         /* point of no return */
1643
1644         list_for_each_entry(lo, &loop_devices, lo_list)
1645                 add_disk(lo->lo_disk);
1646
1647         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
1648                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
1649
1650         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
1651         return 0;
1652
1653 Enomem:
1654         printk(KERN_INFO "loop: out of memory\n");
1655
1656         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1657                 loop_free(lo);
1658
1659         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1660         return -ENOMEM;
1661 }
1662
1663 static void __exit loop_exit(void)
1664 {
1665         unsigned long range;
1666         struct loop_device *lo, *next;
1667
1668         range = max_loop ? max_loop :  1UL << (MINORBITS - part_shift);
1669
1670         list_for_each_entry_safe(lo, next, &loop_devices, lo_list)
1671                 loop_del_one(lo);
1672
1673         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
1674         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
1675 }
1676
1677 module_init(loop_init);
1678 module_exit(loop_exit);
1679
1680 #ifndef MODULE
1681 static int __init max_loop_setup(char *str)
1682 {
1683         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1684         return 1;
1685 }
1686
1687 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1688 #endif