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/compat.h>
  67 #include <linux/suspend.h>
  68 #include <linux/freezer.h>
  69 #include <linux/mutex.h>
  70 #include <linux/writeback.h>
  71 #include <linux/completion.h>
  72 #include <linux/highmem.h>
  73 #include <linux/kthread.h>
  74 #include <linux/splice.h>
  75 #include <linux/sysfs.h>
  76 #include <linux/miscdevice.h>
  77 #include <linux/falloc.h>
  78 #include <linux/uio.h>
  79 #include "loop.h"
  80
  81 #include <linux/uaccess.h>
  82
  83 static DEFINE_IDR(loop_index_idr);
  84 static DEFINE_MUTEX(loop_index_mutex);
  85
  86 static int max_part;
  87 static int part_shift;
  88
  89 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
  90                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  91                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  92                         int size, sector_t real_block)
  93 {
  94         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page) + raw_off;
  95         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page) + loop_off;
  96         char *in, *out, *key;
  97         int i, keysize;
  98
  99         if (cmd == READ) {
 100                 in = raw_buf;
 101                 out = loop_buf;
 102         } else {
 103                 in = loop_buf;
 104                 out = raw_buf;
 105         }
 106
 107         key = lo->lo_encrypt_key;
 108         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 109         for (i = 0; i < size; i++)
 110                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 111
 112         kunmap_atomic(loop_buf);
 113         kunmap_atomic(raw_buf);
 114         cond_resched();
 115         return 0;
 116 }
 117
 118 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 119 {
 120         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 121                 return -EINVAL;
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 static struct loop_func_table none_funcs = {
 126         .number = LO_CRYPT_NONE,
 127 };
 128
 129 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 130         .number = LO_CRYPT_XOR,
 131         .transfer = transfer_xor,
 132         .init = xor_init
 133 };
 134
 135 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 136 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 137         &none_funcs,
 138         &xor_funcs
 139 };
 140
 141 static loff_t get_size(loff_t offset, loff_t sizelimit, struct file *file)
 142 {
 143         loff_t loopsize;
 144
 145         /* Compute loopsize in bytes */
 146         loopsize = i_size_read(file->f_mapping->host);
 147         if (offset > 0)
 148                 loopsize -= offset;
 149         /* offset is beyond i_size, weird but possible */
 150         if (loopsize < 0)
 151                 return 0;
 152
 153         if (sizelimit > 0 && sizelimit < loopsize)
 154                 loopsize = sizelimit;
 155         /*
 156          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 157          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 158          */
 159         return loopsize >> 9;
 160 }
 161
 162 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 163 {
 164         return get_size(lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit, file);
 165 }
 166
 167 static void __loop_update_dio(struct loop_device *lo, bool dio)
 168 {
 169         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 170         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 171         struct inode *inode = mapping->host;
 172         unsigned short sb_bsize = 0;
 173         unsigned dio_align = 0;
 174         bool use_dio;
 175
 176         if (inode->i_sb->s_bdev) {
 177                 sb_bsize = bdev_logical_block_size(inode->i_sb->s_bdev);
 178                 dio_align = sb_bsize - 1;
 179         }
 180
 181         /*
 182          * We support direct I/O only if lo_offset is aligned with the
 183          * logical I/O size of backing device, and the logical block
 184          * size of loop is bigger than the backing device's and the loop
 185          * needn't transform transfer.
 186          *
 187          * TODO: the above condition may be loosed in the future, and
 188          * direct I/O may be switched runtime at that time because most
 189          * of requests in sane applications should be PAGE_SIZE aligned
 190          */
 191         if (dio) {
 192                 if (queue_logical_block_size(lo->lo_queue) >= sb_bsize &&
 193                                 !(lo->lo_offset & dio_align) &&
 194                                 mapping->a_ops->direct_IO &&
 195                                 !lo->transfer)
 196                         use_dio = true;
 197                 else
 198                         use_dio = false;
 199         } else {
 200                 use_dio = false;
 201         }
 202
 203         if (lo->use_dio == use_dio)
 204                 return;
 205
 206         /* flush dirty pages before changing direct IO */
 207         vfs_fsync(file, 0);
 208
 209         /*
 210          * The flag of LO_FLAGS_DIRECT_IO is handled similarly with
 211          * LO_FLAGS_READ_ONLY, both are set from kernel, and losetup
 212          * will get updated by ioctl(LOOP_GET_STATUS)
 213          */
 214         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 215         lo->use_dio = use_dio;
 216         if (use_dio)
 217                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 218         else
 219                 lo->lo_flags &= ~LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 220         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 221 }
 222
 223 static int
 224 figure_loop_size(struct loop_device *lo, loff_t offset, loff_t sizelimit)
 225 {
 226         loff_t size = get_size(offset, sizelimit, lo->lo_backing_file);
 227         sector_t x = (sector_t)size;
 228         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
 229
 230         if (unlikely((loff_t)x != size))
 231                 return -EFBIG;
 232         if (lo->lo_offset != offset)
 233                 lo->lo_offset = offset;
 234         if (lo->lo_sizelimit != sizelimit)
 235                 lo->lo_sizelimit = sizelimit;
 236         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 237         bd_set_size(bdev, (loff_t)get_capacity(bdev->bd_disk) << 9);
 238         /* let user-space know about the new size */
 239         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 static inline int
 244 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 245                struct page *rpage, unsigned roffs,
 246                struct page *lpage, unsigned loffs,
 247                int size, sector_t rblock)
 248 {
 249         int ret;
 250
 251         ret = lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 252         if (likely(!ret))
 253                 return 0;
 254
 255         printk_ratelimited(KERN_ERR
 256                 "loop: Transfer error at byte offset %llu, length %i.\n",
 257                 (unsigned long long)rblock << 9, size);
 258         return ret;
 259 }
 260
 261 static int lo_write_bvec(struct file *file, struct bio_vec *bvec, loff_t *ppos)
 262 {
 263         struct iov_iter i;
 264         ssize_t bw;
 265
 266         iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, bvec, 1, bvec->bv_len);
 267
 268         file_start_write(file);
 269         bw = vfs_iter_write(file, &i, ppos);
 270         file_end_write(file);
 271
 272         if (likely(bw ==  bvec->bv_len))
 273                 return 0;
 274
 275         printk_ratelimited(KERN_ERR
 276                 "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 277                 (unsigned long long)*ppos, bvec->bv_len);
 278         if (bw >= 0)
 279                 bw = -EIO;
 280         return bw;
 281 }
 282
 283 static int lo_write_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 284                 loff_t pos)
 285 {
 286         struct bio_vec bvec;
 287         struct req_iterator iter;
 288         int ret = 0;
 289
 290         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 291                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &bvec, &pos);
 292                 if (ret < 0)
 293                         break;
 294                 cond_resched();
 295         }
 296
 297         return ret;
 298 }
 299
 300 /*
 301  * This is the slow, transforming version that needs to double buffer the
 302  * data as it cannot do the transformations in place without having direct
 303  * access to the destination pages of the backing file.
 304  */
 305 static int lo_write_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 306                 loff_t pos)
 307 {
 308         struct bio_vec bvec, b;
 309         struct req_iterator iter;
 310         struct page *page;
 311         int ret = 0;
 312
 313         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 314         if (unlikely(!page))
 315                 return -ENOMEM;
 316
 317         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 318                 ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec.bv_page,
 319                         bvec.bv_offset, bvec.bv_len, pos >> 9);
 320                 if (unlikely(ret))
 321                         break;
 322
 323                 b.bv_page = page;
 324                 b.bv_offset = 0;
 325                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 326                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &b, &pos);
 327                 if (ret < 0)
 328                         break;
 329         }
 330
 331         __free_page(page);
 332         return ret;
 333 }
 334
 335 static int lo_read_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 336                 loff_t pos)
 337 {
 338         struct bio_vec bvec;
 339         struct req_iterator iter;
 340         struct iov_iter i;
 341         ssize_t len;
 342
 343         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 344                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &bvec, 1, bvec.bv_len);
 345                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
 346                 if (len < 0)
 347                         return len;
 348
 349                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 350
 351                 if (len != bvec.bv_len) {
 352                         struct bio *bio;
 353
 354                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 355                                 zero_fill_bio(bio);
 356                         break;
 357                 }
 358                 cond_resched();
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 static int lo_read_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 365                 loff_t pos)
 366 {
 367         struct bio_vec bvec, b;
 368         struct req_iterator iter;
 369         struct iov_iter i;
 370         struct page *page;
 371         ssize_t len;
 372         int ret = 0;
 373
 374         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 375         if (unlikely(!page))
 376                 return -ENOMEM;
 377
 378         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 379                 loff_t offset = pos;
 380
 381                 b.bv_page = page;
 382                 b.bv_offset = 0;
 383                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 384
 385                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &b, 1, b.bv_len);
 386                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
 387                 if (len < 0) {
 388                         ret = len;
 389                         goto out_free_page;
 390                 }
 391
 392                 ret = lo_do_transfer(lo, READ, page, 0, bvec.bv_page,
 393                         bvec.bv_offset, len, offset >> 9);
 394                 if (ret)
 395                         goto out_free_page;
 396
 397                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 398
 399                 if (len != bvec.bv_len) {
 400                         struct bio *bio;
 401
 402                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 403                                 zero_fill_bio(bio);
 404                         break;
 405                 }
 406         }
 407
 408         ret = 0;
 409 out_free_page:
 410         __free_page(page);
 411         return ret;
 412 }
 413
 414 static int lo_discard(struct loop_device *lo, struct request *rq, loff_t pos)
 415 {
 416         /*
 417          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 418          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 419          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 420          * useful information.
 421          */
 422         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 423         int mode = FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 424         int ret;
 425
 426         if ((!file->f_op->fallocate) || lo->lo_encrypt_key_size) {
 427                 ret = -EOPNOTSUPP;
 428                 goto out;
 429         }
 430
 431         ret = file->f_op->fallocate(file, mode, pos, blk_rq_bytes(rq));
 432         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL && ret != -EOPNOTSUPP))
 433                 ret = -EIO;
 434  out:
 435         return ret;
 436 }
 437
 438 static int lo_req_flush(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 439 {
 440         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 441         int ret = vfs_fsync(file, 0);
 442         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL))
 443                 ret = -EIO;
 444
 445         return ret;
 446 }
 447
 448 static void lo_complete_rq(struct request *rq)
 449 {
 450         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 451
 452         if (unlikely(req_op(cmd->rq) == REQ_OP_READ && cmd->use_aio &&
 453                      cmd->ret >= 0 && cmd->ret < blk_rq_bytes(cmd->rq))) {
 454                 struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 455
 456                 bio_advance(bio, cmd->ret);
 457                 zero_fill_bio(bio);
 458         }
 459
 460         blk_mq_end_request(rq, cmd->ret < 0 ? -EIO : 0);
 461 }
 462
 463 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 464 {
 465         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 466
 467         cmd->ret = ret;
 468         blk_mq_complete_request(cmd->rq);
 469 }
 470
 471 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 472                      loff_t pos, bool rw)
 473 {
 474         struct iov_iter iter;
 475         struct bio_vec *bvec;
 476         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 477         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 478         int ret;
 479
 480         /* nomerge for loop request queue */
 481         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
 482
 483         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 484         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
 485                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
 486         /*
 487          * This bio may be started from the middle of the 'bvec'
 488          * because of bio splitting, so offset from the bvec must
 489          * be passed to iov iterator
 490          */
 491         iter.iov_offset = bio->bi_iter.bi_bvec_done;
 492
 493         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 494         cmd->iocb.ki_filp = file;
 495         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 496         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 497
 498         if (rw == WRITE)
 499                 ret = call_write_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 500         else
 501                 ret = call_read_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 502
 503         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 504                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 505         return 0;
 506 }
 507
 508 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 509 {
 510         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 511         loff_t pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 512
 513         /*
 514          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 515          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 516          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 517          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 518          * this in io submit style function which submits all segments
 519          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 520          * run flush_dcache_page().
 521          */
 522         switch (req_op(rq)) {
 523         case REQ_OP_FLUSH:
 524                 return lo_req_flush(lo, rq);
 525         case REQ_OP_DISCARD:
 526         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 527                 return lo_discard(lo, rq, pos);
 528         case REQ_OP_WRITE:
 529                 if (lo->transfer)
 530                         return lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 531                 else if (cmd->use_aio)
 532                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, WRITE);
 533                 else
 534                         return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 535         case REQ_OP_READ:
 536                 if (lo->transfer)
 537                         return lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 538                 else if (cmd->use_aio)
 539                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, READ);
 540                 else
 541                         return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 542         default:
 543                 WARN_ON_ONCE(1);
 544                 return -EIO;
 545                 break;
 546         }
 547 }
 548
 549 struct switch_request {
 550         struct file *file;
 551         struct completion wait;
 552 };
 553
 554 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 555 {
 556         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
 557                         lo->use_dio);
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 562  */
 563 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 564 {
 565         struct file *file = p->file;
 566         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 567         struct address_space *mapping;
 568
 569         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 570         if (!file)
 571                 return;
 572
 573         mapping = file->f_mapping;
 574         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 575         lo->lo_backing_file = file;
 576         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 577                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 578         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 579         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 580         loop_update_dio(lo);
 581 }
 582
 583 /*
 584  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 585  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 586  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 587  */
 588 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 589 {
 590         struct switch_request w;
 591
 592         w.file = file;
 593
 594         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
 595         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 596
 597         /* do the switch action */
 598         do_loop_switch(lo, &w);
 599
 600         /* unfreeze */
 601         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 602
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 /*
 607  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 608  */
 609 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 610 {
 611         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
 612         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 613                 return 0;
 614         return loop_switch(lo, NULL);
 615 }
 616
 617 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 618                                    struct block_device *bdev)
 619 {
 620         int rc;
 621
 622         /*
 623          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 624          * acquire it if this function is called in such case.
 625          *
 626          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 627          * must be at least one and it can only become zero when the
 628          * current holder is released.
 629          */
 630         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 631                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 632         else
 633                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 634         if (rc)
 635                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 636                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 637 }
 638
 639 /*
 640  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 641  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 642  * the original file and in High Availability environments to switch to
 643  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 644  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 645  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 646  */
 647 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 648                           unsigned int arg)
 649 {
 650         struct file     *file, *old_file;
 651         struct inode    *inode;
 652         int             error;
 653
 654         error = -ENXIO;
 655         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 656                 goto out;
 657
 658         /* the loop device has to be read-only */
 659         error = -EINVAL;
 660         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 661                 goto out;
 662
 663         error = -EBADF;
 664         file = fget(arg);
 665         if (!file)
 666                 goto out;
 667
 668         inode = file->f_mapping->host;
 669         old_file = lo->lo_backing_file;
 670
 671         error = -EINVAL;
 672
 673         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 674                 goto out_putf;
 675
 676         /* size of the new backing store needs to be the same */
 677         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 678                 goto out_putf;
 679
 680         /* and ... switch */
 681         error = loop_switch(lo, file);
 682         if (error)
 683                 goto out_putf;
 684
 685         fput(old_file);
 686         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 687                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 688         return 0;
 689
 690  out_putf:
 691         fput(file);
 692  out:
 693         return error;
 694 }
 695
 696 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 697 {
 698         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 699
 700         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 701 }
 702
 703 /* loop sysfs attributes */
 704
 705 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 706                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 707 {
 708         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 709         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 710
 711         return callback(lo, page);
 712 }
 713
 714 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 715 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 716 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 717                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 718 {                                                                       \
 719         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 720 }                                                                       \
 721 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 722         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 723
 724 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 725 {
 726         ssize_t ret;
 727         char *p = NULL;
 728
 729         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 730         if (lo->lo_backing_file)
 731                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 732         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 733
 734         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 735                 ret = PTR_ERR(p);
 736         else {
 737                 ret = strlen(p);
 738                 memmove(buf, p, ret);
 739                 buf[ret++] = '\n';
 740                 buf[ret] = 0;
 741         }
 742
 743         return ret;
 744 }
 745
 746 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 747 {
 748         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 749 }
 750
 751 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 752 {
 753         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 754 }
 755
 756 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 757 {
 758         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 759
 760         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 761 }
 762
 763 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 764 {
 765         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 766
 767         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 768 }
 769
 770 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 771 {
 772         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 773
 774         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 775 }
 776
 777 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 778 LOOP_ATTR_RO(offset);
 779 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 780 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 781 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 782 LOOP_ATTR_RO(dio);
 783
 784 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 785         &loop_attr_backing_file.attr,
 786         &loop_attr_offset.attr,
 787         &loop_attr_sizelimit.attr,
 788         &loop_attr_autoclear.attr,
 789         &loop_attr_partscan.attr,
 790         &loop_attr_dio.attr,
 791         NULL,
 792 };
 793
 794 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 795         .name = "loop",
 796         .attrs= loop_attrs,
 797 };
 798
 799 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 800 {
 801         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 802                                   &loop_attribute_group);
 803 }
 804
 805 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 806 {
 807         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 808                            &loop_attribute_group);
 809 }
 810
 811 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 812 {
 813         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 814         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 815         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 816
 817         /*
 818          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 819          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 820          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 821          * useful information.
 822          */
 823         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 824             lo->lo_encrypt_key_size) {
 825                 q->limits.discard_granularity = 0;
 826                 q->limits.discard_alignment = 0;
 827                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 828                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, 0);
 829                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 830                 return;
 831         }
 832
 833         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 834         q->limits.discard_alignment = 0;
 835         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 836         blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 837         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 838 }
 839
 840 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 841 {
 842         kthread_flush_worker(&lo->worker);
 843         kthread_stop(lo->worker_task);
 844 }
 845
 846 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 847 {
 848         kthread_init_worker(&lo->worker);
 849         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
 850                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 851         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 852                 return -ENOMEM;
 853         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 854         return 0;
 855 }
 856
 857 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 858                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 859 {
 860         struct file     *file, *f;
 861         struct inode    *inode;
 862         struct address_space *mapping;
 863         unsigned lo_blocksize;
 864         int             lo_flags = 0;
 865         int             error;
 866         loff_t          size;
 867
 868         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 869         __module_get(THIS_MODULE);
 870
 871         error = -EBADF;
 872         file = fget(arg);
 873         if (!file)
 874                 goto out;
 875
 876         error = -EBUSY;
 877         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 878                 goto out_putf;
 879
 880         /* Avoid recursion */
 881         f = file;
 882         while (is_loop_device(f)) {
 883                 struct loop_device *l;
 884
 885                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 886                         goto out_putf;
 887
 888                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 889                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 890                         error = -EINVAL;
 891                         goto out_putf;
 892                 }
 893                 f = l->lo_backing_file;
 894         }
 895
 896         mapping = file->f_mapping;
 897         inode = mapping->host;
 898
 899         error = -EINVAL;
 900         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 901                 goto out_putf;
 902
 903         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 904             !file->f_op->write_iter)
 905                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 906
 907         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 908                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 909
 910         error = -EFBIG;
 911         size = get_loop_size(lo, file);
 912         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 913                 goto out_putf;
 914         error = loop_prepare_queue(lo);
 915         if (error)
 916                 goto out_putf;
 917
 918         error = 0;
 919
 920         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 921
 922         lo->use_dio = false;
 923         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 924         lo->lo_device = bdev;
 925         lo->lo_flags = lo_flags;
 926         lo->lo_backing_file = file;
 927         lo->transfer = NULL;
 928         lo->ioctl = NULL;
 929         lo->lo_sizelimit = 0;
 930         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 931         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 932
 933         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 934                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
 935
 936         loop_update_dio(lo);
 937         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 938         bd_set_size(bdev, size << 9);
 939         loop_sysfs_init(lo);
 940         /* let user-space know about the new size */
 941         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 942
 943         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 944
 945         lo->lo_state = Lo_bound;
 946         if (part_shift)
 947                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 948         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 949                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 950
 951         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 952          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 953          */
 954         bdgrab(bdev);
 955         return 0;
 956
 957  out_putf:
 958         fput(file);
 959  out:
 960         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 961         module_put(THIS_MODULE);
 962         return error;
 963 }
 964
 965 static int
 966 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 967 {
 968         int err = 0;
 969         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 970
 971         if (xfer) {
 972                 if (xfer->release)
 973                         err = xfer->release(lo);
 974                 lo->transfer = NULL;
 975                 lo->lo_encryption = NULL;
 976                 module_put(xfer->owner);
 977         }
 978         return err;
 979 }
 980
 981 static int
 982 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 983                const struct loop_info64 *i)
 984 {
 985         int err = 0;
 986
 987         if (xfer) {
 988                 struct module *owner = xfer->owner;
 989
 990                 if (!try_module_get(owner))
 991                         return -EINVAL;
 992                 if (xfer->init)
 993                         err = xfer->init(lo, i);
 994                 if (err)
 995                         module_put(owner);
 996                 else
 997                         lo->lo_encryption = xfer;
 998         }
 999         return err;
1000 }
1001
1002 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1003 {
1004         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1005         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1006         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1007
1008         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1009                 return -ENXIO;
1010
1011         /*
1012          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1013          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1014          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1015          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1016          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1017          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1018          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1019          * command to fail with EBUSY.
1020          */
1021         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1022                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1023                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1024                 return 0;
1025         }
1026
1027         if (filp == NULL)
1028                 return -EINVAL;
1029
1030         /* freeze request queue during the transition */
1031         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1032
1033         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1034         lo->lo_state = Lo_rundown;
1035         lo->lo_backing_file = NULL;
1036         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1037
1038         loop_release_xfer(lo);
1039         lo->transfer = NULL;
1040         lo->ioctl = NULL;
1041         lo->lo_device = NULL;
1042         lo->lo_encryption = NULL;
1043         lo->lo_offset = 0;
1044         lo->lo_sizelimit = 0;
1045         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1046         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1047         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1048         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1049         if (bdev) {
1050                 bdput(bdev);
1051                 invalidate_bdev(bdev);
1052         }
1053         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1054         loop_sysfs_exit(lo);
1055         if (bdev) {
1056                 bd_set_size(bdev, 0);
1057                 /* let user-space know about this change */
1058                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1059         }
1060         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1061         lo->lo_state = Lo_unbound;
1062         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1063         module_put(THIS_MODULE);
1064         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1065
1066         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1067                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1068         lo->lo_flags = 0;
1069         if (!part_shift)
1070                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1071         loop_unprepare_queue(lo);
1072         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1073         /*
1074          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1075          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1076          * lock dependency possibility warning as fput can take
1077          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1078          */
1079         fput(filp);
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 static int
1084 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1085 {
1086         int err;
1087         struct loop_func_table *xfer;
1088         kuid_t uid = current_uid();
1089
1090         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1091             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1092             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1093                 return -EPERM;
1094         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1095                 return -ENXIO;
1096         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1097                 return -EINVAL;
1098
1099         /* I/O need to be drained during transfer transition */
1100         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1101
1102         err = loop_release_xfer(lo);
1103         if (err)
1104                 goto exit;
1105
1106         if (info->lo_encrypt_type) {
1107                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1108
1109                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1110                         return -EINVAL;
1111                 xfer = xfer_funcs[type];
1112                 if (xfer == NULL)
1113                         return -EINVAL;
1114         } else
1115                 xfer = NULL;
1116
1117         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1118         if (err)
1119                 goto exit;
1120
1121         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1122             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit)
1123                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit)) {
1124                         err = -EFBIG;
1125                         goto exit;
1126                 }
1127
1128         loop_config_discard(lo);
1129
1130         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1131         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1132         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1133         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1134
1135         if (!xfer)
1136                 xfer = &none_funcs;
1137         lo->transfer = xfer->transfer;
1138         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1139
1140         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1141              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1142                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1143
1144         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1145         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1146         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1147         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1148                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1149                        info->lo_encrypt_key_size);
1150                 lo->lo_key_owner = uid;
1151         }
1152
1153         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1154         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1155
1156  exit:
1157         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1158
1159         if (!err && (info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1160              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1161                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1162                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1163                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1164         }
1165
1166         return err;
1167 }
1168
1169 static int
1170 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1171 {
1172         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1173         struct kstat stat;
1174         int error;
1175
1176         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1177                 return -ENXIO;
1178         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat,
1179                             STATX_INO, AT_STATX_SYNC_AS_STAT);
1180         if (error)
1181                 return error;
1182         memset(info, 0, sizeof(*info));
1183         info->lo_number = lo->lo_number;
1184         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1185         info->lo_inode = stat.ino;
1186         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1187         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1188         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1189         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1190         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1191         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1192         info->lo_encrypt_type =
1193                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1194         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1195                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1196                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1197                        lo->lo_encrypt_key_size);
1198         }
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static void
1203 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
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 }
1223
1224 static int
1225 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1226 {
1227         memset(info, 0, sizeof(*info));
1228         info->lo_number = info64->lo_number;
1229         info->lo_device = info64->lo_device;
1230         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1231         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1232         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1233         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1234         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1235         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1236         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1237         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1238         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1239                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1240         else
1241                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1242         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1243
1244         /* error in case values were truncated */
1245         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1246             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1247             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1248             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1249                 return -EOVERFLOW;
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 static int
1255 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1256 {
1257         struct loop_info info;
1258         struct loop_info64 info64;
1259
1260         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1261                 return -EFAULT;
1262         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1263         return loop_set_status(lo, &info64);
1264 }
1265
1266 static int
1267 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1268 {
1269         struct loop_info64 info64;
1270
1271         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1272                 return -EFAULT;
1273         return loop_set_status(lo, &info64);
1274 }
1275
1276 static int
1277 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1278         struct loop_info info;
1279         struct loop_info64 info64;
1280         int err = 0;
1281
1282         if (!arg)
1283                 err = -EINVAL;
1284         if (!err)
1285                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1286         if (!err)
1287                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1288         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1289                 err = -EFAULT;
1290
1291         return err;
1292 }
1293
1294 static int
1295 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1296         struct loop_info64 info64;
1297         int err = 0;
1298
1299         if (!arg)
1300                 err = -EINVAL;
1301         if (!err)
1302                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1303         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1304                 err = -EFAULT;
1305
1306         return err;
1307 }
1308
1309 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1310 {
1311         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1312                 return -ENXIO;
1313
1314         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1315 }
1316
1317 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1318 {
1319         int error = -ENXIO;
1320         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1321                 goto out;
1322
1323         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1324         if (lo->use_dio == !!arg)
1325                 return 0;
1326         error = -EINVAL;
1327  out:
1328         return error;
1329 }
1330
1331 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1332         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1333 {
1334         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1335         int err;
1336
1337         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1338         switch (cmd) {
1339         case LOOP_SET_FD:
1340                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1341                 break;
1342         case LOOP_CHANGE_FD:
1343                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1344                 break;
1345         case LOOP_CLR_FD:
1346                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1347                 err = loop_clr_fd(lo);
1348                 if (!err)
1349                         goto out_unlocked;
1350                 break;
1351         case LOOP_SET_STATUS:
1352                 err = -EPERM;
1353                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1354                         err = loop_set_status_old(lo,
1355                                         (struct loop_info __user *)arg);
1356                 break;
1357         case LOOP_GET_STATUS:
1358                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1359                 break;
1360         case LOOP_SET_STATUS64:
1361                 err = -EPERM;
1362                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1363                         err = loop_set_status64(lo,
1364                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1365                 break;
1366         case LOOP_GET_STATUS64:
1367                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1368                 break;
1369         case LOOP_SET_CAPACITY:
1370                 err = -EPERM;
1371                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1372                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1373                 break;
1374         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1375                 err = -EPERM;
1376                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1377                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1378                 break;
1379         default:
1380                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1381         }
1382         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1383
1384 out_unlocked:
1385         return err;
1386 }
1387
1388 #ifdef CONFIG_COMPAT
1389 struct compat_loop_info {
1390         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1391         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1392         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1393         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1394         compat_int_t    lo_offset;
1395         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1396         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1397         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1398         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1399         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1400         compat_ulong_t  lo_init[2];
1401         char            reserved[4];
1402 };
1403
1404 /*
1405  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1406  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1407  */
1408 static noinline int
1409 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1410                         struct loop_info64 *info64)
1411 {
1412         struct compat_loop_info info;
1413
1414         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1415                 return -EFAULT;
1416
1417         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1418         info64->lo_number = info.lo_number;
1419         info64->lo_device = info.lo_device;
1420         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1421         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1422         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1423         info64->lo_sizelimit = 0;
1424         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1425         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1426         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1427         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1428         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1429         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1430                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1431         else
1432                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1433         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1439  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1440  */
1441 static noinline int
1442 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1443                       struct compat_loop_info __user *arg)
1444 {
1445         struct compat_loop_info info;
1446
1447         memset(&info, 0, sizeof(info));
1448         info.lo_number = info64->lo_number;
1449         info.lo_device = info64->lo_device;
1450         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1451         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1452         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1453         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1454         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1455         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1456         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1457         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1458         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1459                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1460         else
1461                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1462         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1463
1464         /* error in case values were truncated */
1465         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1466             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1467             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1468             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1469             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1470             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1471                 return -EOVERFLOW;
1472
1473         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1474                 return -EFAULT;
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 static int
1479 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1480                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1481 {
1482         struct loop_info64 info64;
1483         int ret;
1484
1485         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1486         if (ret < 0)
1487                 return ret;
1488         return loop_set_status(lo, &info64);
1489 }
1490
1491 static int
1492 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1493                        struct compat_loop_info __user *arg)
1494 {
1495         struct loop_info64 info64;
1496         int err = 0;
1497
1498         if (!arg)
1499                 err = -EINVAL;
1500         if (!err)
1501                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1502         if (!err)
1503                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1504         return err;
1505 }
1506
1507 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1508                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1509 {
1510         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1511         int err;
1512
1513         switch(cmd) {
1514         case LOOP_SET_STATUS:
1515                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1516                 err = loop_set_status_compat(
1517                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1518                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1519                 break;
1520         case LOOP_GET_STATUS:
1521                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1522                 err = loop_get_status_compat(
1523                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1524                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1525                 break;
1526         case LOOP_SET_CAPACITY:
1527         case LOOP_CLR_FD:
1528         case LOOP_GET_STATUS64:
1529         case LOOP_SET_STATUS64:
1530                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1531         case LOOP_SET_FD:
1532         case LOOP_CHANGE_FD:
1533                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1534                 break;
1535         default:
1536                 err = -ENOIOCTLCMD;
1537                 break;
1538         }
1539         return err;
1540 }
1541 #endif
1542
1543 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1544 {
1545         struct loop_device *lo;
1546         int err = 0;
1547
1548         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1549         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1550         if (!lo) {
1551                 err = -ENXIO;
1552                 goto out;
1553         }
1554
1555         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1556 out:
1557         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1558         return err;
1559 }
1560
1561 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1562 {
1563         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1564         int err;
1565
1566         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1567                 return;
1568
1569         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1570         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1571                 /*
1572                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1573                  * and remove configuration after last close.
1574                  */
1575                 err = loop_clr_fd(lo);
1576                 if (!err)
1577                         return;
1578         } else {
1579                 /*
1580                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1581                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1582                  */
1583                 loop_flush(lo);
1584         }
1585
1586         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1587 }
1588
1589 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1590         .owner =        THIS_MODULE,
1591         .open =         lo_open,
1592         .release =      lo_release,
1593         .ioctl =        lo_ioctl,
1594 #ifdef CONFIG_COMPAT
1595         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1596 #endif
1597 };
1598
1599 /*
1600  * And now the modules code and kernel interface.
1601  */
1602 static int max_loop;
1603 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1604 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1605 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1606 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1607 MODULE_LICENSE("GPL");
1608 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1609
1610 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1611 {
1612         unsigned int n = funcs->number;
1613
1614         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1615                 return -EINVAL;
1616         xfer_funcs[n] = funcs;
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1621 {
1622         struct loop_device *lo = ptr;
1623         struct loop_func_table *xfer = data;
1624
1625         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1626         if (lo->lo_encryption == xfer)
1627                 loop_release_xfer(lo);
1628         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 int loop_unregister_transfer(int number)
1633 {
1634         unsigned int n = number;
1635         struct loop_func_table *xfer;
1636
1637         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1638                 return -EINVAL;
1639
1640         xfer_funcs[n] = NULL;
1641         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1646 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1647
1648 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1649                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1650 {
1651         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1652         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1653
1654         blk_mq_start_request(bd->rq);
1655
1656         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1657                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
1658
1659         switch (req_op(cmd->rq)) {
1660         case REQ_OP_FLUSH:
1661         case REQ_OP_DISCARD:
1662         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1663                 cmd->use_aio = false;
1664                 break;
1665         default:
1666                 cmd->use_aio = lo->use_dio;
1667                 break;
1668         }
1669
1670         kthread_queue_work(&lo->worker, &cmd->work);
1671
1672         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1673 }
1674
1675 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1676 {
1677         const bool write = op_is_write(req_op(cmd->rq));
1678         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1679         int ret = 0;
1680
1681         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1682                 ret = -EIO;
1683                 goto failed;
1684         }
1685
1686         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1687  failed:
1688         /* complete non-aio request */
1689         if (!cmd->use_aio || ret) {
1690                 cmd->ret = ret ? -EIO : 0;
1691                 blk_mq_complete_request(cmd->rq);
1692         }
1693 }
1694
1695 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1696 {
1697         struct loop_cmd *cmd =
1698                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1699
1700         loop_handle_cmd(cmd);
1701 }
1702
1703 static int loop_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
1704                 unsigned int hctx_idx, unsigned int numa_node)
1705 {
1706         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1707
1708         cmd->rq = rq;
1709         kthread_init_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1710
1711         return 0;
1712 }
1713
1714 static const struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1715         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1716         .init_request   = loop_init_request,
1717         .complete       = lo_complete_rq,
1718 };
1719
1720 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1721 {
1722         struct loop_device *lo;
1723         struct gendisk *disk;
1724         int err;
1725
1726         err = -ENOMEM;
1727         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1728         if (!lo)
1729                 goto out;
1730
1731         lo->lo_state = Lo_unbound;
1732
1733         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1734         if (i >= 0) {
1735                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1736                 if (err == -ENOSPC)
1737                         err = -EEXIST;
1738         } else {
1739                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1740         }
1741         if (err < 0)
1742                 goto out_free_dev;
1743         i = err;
1744
1745         err = -ENOMEM;
1746         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1747         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1748         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1749         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1750         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1751         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1752         lo->tag_set.driver_data = lo;
1753
1754         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1755         if (err)
1756                 goto out_free_idr;
1757
1758         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1759         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1760                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1761                 goto out_cleanup_tags;
1762         }
1763         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1764
1765         /*
1766          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1767          * submitted to backing file is handled page by page.
1768          */
1769         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1770
1771         err = -ENOMEM;
1772         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1773         if (!disk)
1774                 goto out_free_queue;
1775
1776         /*
1777          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1778          * scanning can be requested individually per-device during its
1779          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1780          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1781          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1782          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1783          * used.
1784          *
1785          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1786          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1787          * multiples of max_part.
1788          *
1789          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1790          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1791          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1792          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1793          */
1794         if (!part_shift)
1795                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1796         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1797         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1798         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1799         lo->lo_number           = i;
1800         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1801         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1802         disk->first_minor       = i << part_shift;
1803         disk->fops              = &lo_fops;
1804         disk->private_data      = lo;
1805         disk->queue             = lo->lo_queue;
1806         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1807         add_disk(disk);
1808         *l = lo;
1809         return lo->lo_number;
1810
1811 out_free_queue:
1812         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1813 out_cleanup_tags:
1814         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1815 out_free_idr:
1816         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1817 out_free_dev:
1818         kfree(lo);
1819 out:
1820         return err;
1821 }
1822
1823 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1824 {
1825         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1826         del_gendisk(lo->lo_disk);
1827         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1828         put_disk(lo->lo_disk);
1829         kfree(lo);
1830 }
1831
1832 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1833 {
1834         struct loop_device *lo = ptr;
1835         struct loop_device **l = data;
1836
1837         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1838                 *l = lo;
1839                 return 1;
1840         }
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1845 {
1846         struct loop_device *lo;
1847         int ret = -ENODEV;
1848
1849         if (i < 0) {
1850                 int err;
1851
1852                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1853                 if (err == 1) {
1854                         *l = lo;
1855                         ret = lo->lo_number;
1856                 }
1857                 goto out;
1858         }
1859
1860         /* lookup and return a specific i */
1861         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1862         if (lo) {
1863                 *l = lo;
1864                 ret = lo->lo_number;
1865         }
1866 out:
1867         return ret;
1868 }
1869
1870 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1871 {
1872         struct loop_device *lo;
1873         struct kobject *kobj;
1874         int err;
1875
1876         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1877         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1878         if (err < 0)
1879                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1880         if (err < 0)
1881                 kobj = NULL;
1882         else
1883                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1884         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1885
1886         *part = 0;
1887         return kobj;
1888 }
1889
1890 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1891                                unsigned long parm)
1892 {
1893         struct loop_device *lo;
1894         int ret = -ENOSYS;
1895
1896         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1897         switch (cmd) {
1898         case LOOP_CTL_ADD:
1899                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1900                 if (ret >= 0) {
1901                         ret = -EEXIST;
1902                         break;
1903                 }
1904                 ret = loop_add(&lo, parm);
1905                 break;
1906         case LOOP_CTL_REMOVE:
1907                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1908                 if (ret < 0)
1909                         break;
1910                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1911                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1912                         ret = -EBUSY;
1913                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1914                         break;
1915                 }
1916                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1917                         ret = -EBUSY;
1918                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1919                         break;
1920                 }
1921                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1922                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1923                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1924                 loop_remove(lo);
1925                 break;
1926         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1927                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1928                 if (ret >= 0)
1929                         break;
1930                 ret = loop_add(&lo, -1);
1931         }
1932         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1933
1934         return ret;
1935 }
1936
1937 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1938         .open           = nonseekable_open,
1939         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1940         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1941         .owner          = THIS_MODULE,
1942         .llseek         = noop_llseek,
1943 };
1944
1945 static struct miscdevice loop_misc = {
1946         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1947         .name           = "loop-control",
1948         .fops           = &loop_ctl_fops,
1949 };
1950
1951 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1952 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1953
1954 static int __init loop_init(void)
1955 {
1956         int i, nr;
1957         unsigned long range;
1958         struct loop_device *lo;
1959         int err;
1960
1961         err = misc_register(&loop_misc);
1962         if (err < 0)
1963                 return err;
1964
1965         part_shift = 0;
1966         if (max_part > 0) {
1967                 part_shift = fls(max_part);
1968
1969                 /*
1970                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1971                  * to user space so that user can decide correct minor number
1972                  * if [s]he want to create more devices.
1973                  *
1974                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1975                  * for the whole disk.
1976                  */
1977                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1978         }
1979
1980         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1981                 err = -EINVAL;
1982                 goto misc_out;
1983         }
1984
1985         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1986                 err = -EINVAL;
1987                 goto misc_out;
1988         }
1989
1990         /*
1991          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
1992          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
1993          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
1994          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
1995          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
1996          * a 'dead' device node.
1997          */
1998         if (max_loop) {
1999                 nr = max_loop;
2000                 range = max_loop << part_shift;
2001         } else {
2002                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
2003                 range = 1UL << MINORBITS;
2004         }
2005
2006         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
2007                 err = -EIO;
2008                 goto misc_out;
2009         }
2010
2011         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2012                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2013
2014         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2015         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2016         for (i = 0; i < nr; i++)
2017                 loop_add(&lo, i);
2018         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2019
2020         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2021         return 0;
2022
2023 misc_out:
2024         misc_deregister(&loop_misc);
2025         return err;
2026 }
2027
2028 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2029 {
2030         struct loop_device *lo = ptr;
2031
2032         loop_remove(lo);
2033         return 0;
2034 }
2035
2036 static void __exit loop_exit(void)
2037 {
2038         unsigned long range;
2039
2040         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2041
2042         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2043         idr_destroy(&loop_index_idr);
2044
2045         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2046         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2047
2048         misc_deregister(&loop_misc);
2049 }
2050
2051 module_init(loop_init);
2052 module_exit(loop_exit);
2053
2054 #ifndef MODULE
2055 static int __init max_loop_setup(char *str)
2056 {
2057         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2058         return 1;
2059 }
2060
2061 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2062 #endif