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 <asm/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 appplications should be PAGE_SIZE algined
 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 inline void handle_partial_read(struct loop_cmd *cmd, long bytes)
 449 {
 450         if (bytes < 0 || (cmd->rq->cmd_flags & REQ_WRITE))
 451                 return;
 452
 453         if (unlikely(bytes < blk_rq_bytes(cmd->rq))) {
 454                 struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 455
 456                 bio_advance(bio, bytes);
 457                 zero_fill_bio(bio);
 458         }
 459 }
 460
 461 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 462 {
 463         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 464         struct request *rq = cmd->rq;
 465
 466         handle_partial_read(cmd, ret);
 467
 468         if (ret > 0)
 469                 ret = 0;
 470         else if (ret < 0)
 471                 ret = -EIO;
 472
 473         blk_mq_complete_request(rq, ret);
 474 }
 475
 476 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 477                      loff_t pos, bool rw)
 478 {
 479         struct iov_iter iter;
 480         struct bio_vec *bvec;
 481         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 482         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 483         int ret;
 484
 485         /* nomerge for loop request queue */
 486         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
 487
 488         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 489         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
 490                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
 491         /*
 492          * This bio may be started from the middle of the 'bvec'
 493          * because of bio splitting, so offset from the bvec must
 494          * be passed to iov iterator
 495          */
 496         iter.iov_offset = bio->bi_iter.bi_bvec_done;
 497
 498         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 499         cmd->iocb.ki_filp = file;
 500         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 501         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 502
 503         if (rw == WRITE)
 504                 ret = file->f_op->write_iter(&cmd->iocb, &iter);
 505         else
 506                 ret = file->f_op->read_iter(&cmd->iocb, &iter);
 507
 508         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 509                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 510         return 0;
 511 }
 512
 513
 514 static inline int lo_rw_simple(struct loop_device *lo,
 515                 struct request *rq, loff_t pos, bool rw)
 516 {
 517         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 518
 519         if (cmd->use_aio)
 520                 return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, rw);
 521
 522         /*
 523          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 524          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 525          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 526          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 527          * this in io submit style function which submits all segments
 528          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 529          * run flush_dcache_page().
 530          */
 531         if (rw == WRITE)
 532                 return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 533         else
 534                 return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 535 }
 536
 537 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 538 {
 539         loff_t pos;
 540         int ret;
 541
 542         pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 543
 544         if (rq->cmd_flags & REQ_WRITE) {
 545                 if (rq->cmd_flags & REQ_FLUSH)
 546                         ret = lo_req_flush(lo, rq);
 547                 else if (rq->cmd_flags & REQ_DISCARD)
 548                         ret = lo_discard(lo, rq, pos);
 549                 else if (lo->transfer)
 550                         ret = lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 551                 else
 552                         ret = lo_rw_simple(lo, rq, pos, WRITE);
 553
 554         } else {
 555                 if (lo->transfer)
 556                         ret = lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 557                 else
 558                         ret = lo_rw_simple(lo, rq, pos, READ);
 559         }
 560
 561         return ret;
 562 }
 563
 564 struct switch_request {
 565         struct file *file;
 566         struct completion wait;
 567 };
 568
 569 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 570 {
 571         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
 572                         lo->use_dio);
 573 }
 574
 575 /*
 576  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 577  */
 578 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 579 {
 580         struct file *file = p->file;
 581         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 582         struct address_space *mapping;
 583
 584         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 585         if (!file)
 586                 return;
 587
 588         mapping = file->f_mapping;
 589         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 590         lo->lo_backing_file = file;
 591         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 592                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 593         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 594         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 595         loop_update_dio(lo);
 596 }
 597
 598 /*
 599  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 600  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 601  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 602  */
 603 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 604 {
 605         struct switch_request w;
 606
 607         w.file = file;
 608
 609         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
 610         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 611
 612         /* do the switch action */
 613         do_loop_switch(lo, &w);
 614
 615         /* unfreeze */
 616         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 617
 618         return 0;
 619 }
 620
 621 /*
 622  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 623  */
 624 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 625 {
 626         return loop_switch(lo, NULL);
 627 }
 628
 629 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 630                                    struct block_device *bdev)
 631 {
 632         int rc;
 633
 634         /*
 635          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 636          * acquire it if this function is called in such case.
 637          *
 638          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 639          * must be at least one and it can only become zero when the
 640          * current holder is released.
 641          */
 642         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 643                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 644         else
 645                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 646         if (rc)
 647                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 648                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 649 }
 650
 651 /*
 652  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 653  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 654  * the original file and in High Availability environments to switch to
 655  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 656  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 657  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 658  */
 659 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 660                           unsigned int arg)
 661 {
 662         struct file     *file, *old_file;
 663         struct inode    *inode;
 664         int             error;
 665
 666         error = -ENXIO;
 667         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 668                 goto out;
 669
 670         /* the loop device has to be read-only */
 671         error = -EINVAL;
 672         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 673                 goto out;
 674
 675         error = -EBADF;
 676         file = fget(arg);
 677         if (!file)
 678                 goto out;
 679
 680         inode = file->f_mapping->host;
 681         old_file = lo->lo_backing_file;
 682
 683         error = -EINVAL;
 684
 685         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 686                 goto out_putf;
 687
 688         /* size of the new backing store needs to be the same */
 689         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 690                 goto out_putf;
 691
 692         /* and ... switch */
 693         error = loop_switch(lo, file);
 694         if (error)
 695                 goto out_putf;
 696
 697         fput(old_file);
 698         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 699                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 700         return 0;
 701
 702  out_putf:
 703         fput(file);
 704  out:
 705         return error;
 706 }
 707
 708 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 709 {
 710         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 711
 712         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 713 }
 714
 715 /* loop sysfs attributes */
 716
 717 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 718                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 719 {
 720         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 721         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 722
 723         return callback(lo, page);
 724 }
 725
 726 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 727 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 728 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 729                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 730 {                                                                       \
 731         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 732 }                                                                       \
 733 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 734         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 735
 736 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 737 {
 738         ssize_t ret;
 739         char *p = NULL;
 740
 741         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 742         if (lo->lo_backing_file)
 743                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 744         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 745
 746         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 747                 ret = PTR_ERR(p);
 748         else {
 749                 ret = strlen(p);
 750                 memmove(buf, p, ret);
 751                 buf[ret++] = '\n';
 752                 buf[ret] = 0;
 753         }
 754
 755         return ret;
 756 }
 757
 758 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 759 {
 760         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 761 }
 762
 763 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 764 {
 765         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 766 }
 767
 768 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 769 {
 770         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 771
 772         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 773 }
 774
 775 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 776 {
 777         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 778
 779         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 780 }
 781
 782 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 783 {
 784         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 785
 786         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 787 }
 788
 789 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 790 LOOP_ATTR_RO(offset);
 791 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 792 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 793 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 794 LOOP_ATTR_RO(dio);
 795
 796 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 797         &loop_attr_backing_file.attr,
 798         &loop_attr_offset.attr,
 799         &loop_attr_sizelimit.attr,
 800         &loop_attr_autoclear.attr,
 801         &loop_attr_partscan.attr,
 802         &loop_attr_dio.attr,
 803         NULL,
 804 };
 805
 806 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 807         .name = "loop",
 808         .attrs= loop_attrs,
 809 };
 810
 811 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 812 {
 813         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 814                                   &loop_attribute_group);
 815 }
 816
 817 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 818 {
 819         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 820                            &loop_attribute_group);
 821 }
 822
 823 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 824 {
 825         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 826         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 827         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 828
 829         /*
 830          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 831          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 832          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 833          * useful information.
 834          */
 835         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 836             lo->lo_encrypt_key_size) {
 837                 q->limits.discard_granularity = 0;
 838                 q->limits.discard_alignment = 0;
 839                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 840                 q->limits.discard_zeroes_data = 0;
 841                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 842                 return;
 843         }
 844
 845         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 846         q->limits.discard_alignment = 0;
 847         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 848         q->limits.discard_zeroes_data = 1;
 849         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 850 }
 851
 852 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 853 {
 854         flush_kthread_worker(&lo->worker);
 855         kthread_stop(lo->worker_task);
 856 }
 857
 858 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 859 {
 860         init_kthread_worker(&lo->worker);
 861         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
 862                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 863         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 864                 return -ENOMEM;
 865         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 866         return 0;
 867 }
 868
 869 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 870                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 871 {
 872         struct file     *file, *f;
 873         struct inode    *inode;
 874         struct address_space *mapping;
 875         unsigned lo_blocksize;
 876         int             lo_flags = 0;
 877         int             error;
 878         loff_t          size;
 879
 880         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 881         __module_get(THIS_MODULE);
 882
 883         error = -EBADF;
 884         file = fget(arg);
 885         if (!file)
 886                 goto out;
 887
 888         error = -EBUSY;
 889         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 890                 goto out_putf;
 891
 892         /* Avoid recursion */
 893         f = file;
 894         while (is_loop_device(f)) {
 895                 struct loop_device *l;
 896
 897                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 898                         goto out_putf;
 899
 900                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 901                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 902                         error = -EINVAL;
 903                         goto out_putf;
 904                 }
 905                 f = l->lo_backing_file;
 906         }
 907
 908         mapping = file->f_mapping;
 909         inode = mapping->host;
 910
 911         error = -EINVAL;
 912         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 913                 goto out_putf;
 914
 915         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 916             !file->f_op->write_iter)
 917                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 918
 919         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 920                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 921
 922         error = -EFBIG;
 923         size = get_loop_size(lo, file);
 924         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 925                 goto out_putf;
 926         error = loop_prepare_queue(lo);
 927         if (error)
 928                 goto out_putf;
 929
 930         error = 0;
 931
 932         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 933
 934         lo->use_dio = false;
 935         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 936         lo->lo_device = bdev;
 937         lo->lo_flags = lo_flags;
 938         lo->lo_backing_file = file;
 939         lo->transfer = NULL;
 940         lo->ioctl = NULL;
 941         lo->lo_sizelimit = 0;
 942         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 943         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 944
 945         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 946                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
 947
 948         loop_update_dio(lo);
 949         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 950         bd_set_size(bdev, size << 9);
 951         loop_sysfs_init(lo);
 952         /* let user-space know about the new size */
 953         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 954
 955         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 956
 957         lo->lo_state = Lo_bound;
 958         if (part_shift)
 959                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 960         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 961                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 962
 963         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 964          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 965          */
 966         bdgrab(bdev);
 967         return 0;
 968
 969  out_putf:
 970         fput(file);
 971  out:
 972         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 973         module_put(THIS_MODULE);
 974         return error;
 975 }
 976
 977 static int
 978 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 979 {
 980         int err = 0;
 981         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 982
 983         if (xfer) {
 984                 if (xfer->release)
 985                         err = xfer->release(lo);
 986                 lo->transfer = NULL;
 987                 lo->lo_encryption = NULL;
 988                 module_put(xfer->owner);
 989         }
 990         return err;
 991 }
 992
 993 static int
 994 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 995                const struct loop_info64 *i)
 996 {
 997         int err = 0;
 998
 999         if (xfer) {
1000                 struct module *owner = xfer->owner;
1001
1002                 if (!try_module_get(owner))
1003                         return -EINVAL;
1004                 if (xfer->init)
1005                         err = xfer->init(lo, i);
1006                 if (err)
1007                         module_put(owner);
1008                 else
1009                         lo->lo_encryption = xfer;
1010         }
1011         return err;
1012 }
1013
1014 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1015 {
1016         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1017         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1018         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1019
1020         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1021                 return -ENXIO;
1022
1023         /*
1024          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1025          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1026          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1027          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1028          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1029          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1030          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1031          * command to fail with EBUSY.
1032          */
1033         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1034                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1035                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1036                 return 0;
1037         }
1038
1039         if (filp == NULL)
1040                 return -EINVAL;
1041
1042         /* freeze request queue during the transition */
1043         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1044
1045         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1046         lo->lo_state = Lo_rundown;
1047         lo->lo_backing_file = NULL;
1048         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1049
1050         loop_release_xfer(lo);
1051         lo->transfer = NULL;
1052         lo->ioctl = NULL;
1053         lo->lo_device = NULL;
1054         lo->lo_encryption = NULL;
1055         lo->lo_offset = 0;
1056         lo->lo_sizelimit = 0;
1057         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1058         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1059         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1060         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1061         if (bdev) {
1062                 bdput(bdev);
1063                 invalidate_bdev(bdev);
1064         }
1065         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1066         loop_sysfs_exit(lo);
1067         if (bdev) {
1068                 bd_set_size(bdev, 0);
1069                 /* let user-space know about this change */
1070                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1071         }
1072         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1073         lo->lo_state = Lo_unbound;
1074         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1075         module_put(THIS_MODULE);
1076         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1077
1078         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1079                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1080         lo->lo_flags = 0;
1081         if (!part_shift)
1082                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1083         loop_unprepare_queue(lo);
1084         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1085         /*
1086          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1087          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1088          * lock dependency possibility warning as fput can take
1089          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1090          */
1091         fput(filp);
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 static int
1096 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1097 {
1098         int err;
1099         struct loop_func_table *xfer;
1100         kuid_t uid = current_uid();
1101
1102         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1103             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1104             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1105                 return -EPERM;
1106         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1107                 return -ENXIO;
1108         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1109                 return -EINVAL;
1110
1111         err = loop_release_xfer(lo);
1112         if (err)
1113                 return err;
1114
1115         if (info->lo_encrypt_type) {
1116                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1117
1118                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1119                         return -EINVAL;
1120                 xfer = xfer_funcs[type];
1121                 if (xfer == NULL)
1122                         return -EINVAL;
1123         } else
1124                 xfer = NULL;
1125
1126         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1127         if (err)
1128                 return err;
1129
1130         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1131             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit)
1132                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit))
1133                         return -EFBIG;
1134
1135         loop_config_discard(lo);
1136
1137         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1138         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1139         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1140         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1141
1142         if (!xfer)
1143                 xfer = &none_funcs;
1144         lo->transfer = xfer->transfer;
1145         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1146
1147         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1148              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1149                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1150
1151         if ((info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1152              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1153                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1154                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1155                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1156         }
1157
1158         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1159         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1160         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1161         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1162                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1163                        info->lo_encrypt_key_size);
1164                 lo->lo_key_owner = uid;
1165         }
1166
1167         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1168         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1169
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 static int
1174 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1175 {
1176         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1177         struct kstat stat;
1178         int error;
1179
1180         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1181                 return -ENXIO;
1182         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat);
1183         if (error)
1184                 return error;
1185         memset(info, 0, sizeof(*info));
1186         info->lo_number = lo->lo_number;
1187         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1188         info->lo_inode = stat.ino;
1189         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1190         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1191         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1192         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1193         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1194         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1195         info->lo_encrypt_type =
1196                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1197         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1198                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1199                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1200                        lo->lo_encrypt_key_size);
1201         }
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 static void
1206 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1207 {
1208         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1209         info64->lo_number = info->lo_number;
1210         info64->lo_device = info->lo_device;
1211         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1212         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1213         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1214         info64->lo_sizelimit = 0;
1215         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1216         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1217         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1218         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1219         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1220         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1221                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1222         else
1223                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1224         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1225 }
1226
1227 static int
1228 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1229 {
1230         memset(info, 0, sizeof(*info));
1231         info->lo_number = info64->lo_number;
1232         info->lo_device = info64->lo_device;
1233         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1234         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1235         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1236         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1237         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1238         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1239         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1240         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1241         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1242                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1243         else
1244                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1245         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1246
1247         /* error in case values were truncated */
1248         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1249             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1250             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1251             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1252                 return -EOVERFLOW;
1253
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 static int
1258 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1259 {
1260         struct loop_info info;
1261         struct loop_info64 info64;
1262
1263         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1264                 return -EFAULT;
1265         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1266         return loop_set_status(lo, &info64);
1267 }
1268
1269 static int
1270 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1271 {
1272         struct loop_info64 info64;
1273
1274         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1275                 return -EFAULT;
1276         return loop_set_status(lo, &info64);
1277 }
1278
1279 static int
1280 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1281         struct loop_info info;
1282         struct loop_info64 info64;
1283         int err = 0;
1284
1285         if (!arg)
1286                 err = -EINVAL;
1287         if (!err)
1288                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1289         if (!err)
1290                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1291         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1292                 err = -EFAULT;
1293
1294         return err;
1295 }
1296
1297 static int
1298 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1299         struct loop_info64 info64;
1300         int err = 0;
1301
1302         if (!arg)
1303                 err = -EINVAL;
1304         if (!err)
1305                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1306         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1307                 err = -EFAULT;
1308
1309         return err;
1310 }
1311
1312 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1313 {
1314         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1315                 return -ENXIO;
1316
1317         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1318 }
1319
1320 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1321 {
1322         int error = -ENXIO;
1323         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1324                 goto out;
1325
1326         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1327         if (lo->use_dio == !!arg)
1328                 return 0;
1329         error = -EINVAL;
1330  out:
1331         return error;
1332 }
1333
1334 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1335         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1336 {
1337         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1338         int err;
1339
1340         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1341         switch (cmd) {
1342         case LOOP_SET_FD:
1343                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1344                 break;
1345         case LOOP_CHANGE_FD:
1346                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1347                 break;
1348         case LOOP_CLR_FD:
1349                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1350                 err = loop_clr_fd(lo);
1351                 if (!err)
1352                         goto out_unlocked;
1353                 break;
1354         case LOOP_SET_STATUS:
1355                 err = -EPERM;
1356                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1357                         err = loop_set_status_old(lo,
1358                                         (struct loop_info __user *)arg);
1359                 break;
1360         case LOOP_GET_STATUS:
1361                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1362                 break;
1363         case LOOP_SET_STATUS64:
1364                 err = -EPERM;
1365                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1366                         err = loop_set_status64(lo,
1367                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1368                 break;
1369         case LOOP_GET_STATUS64:
1370                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1371                 break;
1372         case LOOP_SET_CAPACITY:
1373                 err = -EPERM;
1374                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1375                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1376                 break;
1377         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1378                 err = -EPERM;
1379                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1380                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1381                 break;
1382         default:
1383                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1384         }
1385         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1386
1387 out_unlocked:
1388         return err;
1389 }
1390
1391 #ifdef CONFIG_COMPAT
1392 struct compat_loop_info {
1393         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1394         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1395         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1396         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1397         compat_int_t    lo_offset;
1398         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1399         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1400         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1401         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1402         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1403         compat_ulong_t  lo_init[2];
1404         char            reserved[4];
1405 };
1406
1407 /*
1408  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1409  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1410  */
1411 static noinline int
1412 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1413                         struct loop_info64 *info64)
1414 {
1415         struct compat_loop_info info;
1416
1417         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1418                 return -EFAULT;
1419
1420         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1421         info64->lo_number = info.lo_number;
1422         info64->lo_device = info.lo_device;
1423         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1424         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1425         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1426         info64->lo_sizelimit = 0;
1427         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1428         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1429         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1430         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1431         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1432         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1433                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1434         else
1435                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1436         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1442  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1443  */
1444 static noinline int
1445 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1446                       struct compat_loop_info __user *arg)
1447 {
1448         struct compat_loop_info info;
1449
1450         memset(&info, 0, sizeof(info));
1451         info.lo_number = info64->lo_number;
1452         info.lo_device = info64->lo_device;
1453         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1454         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1455         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1456         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1457         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1458         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1459         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1460         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1461         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1462                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1463         else
1464                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1465         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1466
1467         /* error in case values were truncated */
1468         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1469             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1470             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1471             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1472             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1473             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1474                 return -EOVERFLOW;
1475
1476         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1477                 return -EFAULT;
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 static int
1482 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1483                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1484 {
1485         struct loop_info64 info64;
1486         int ret;
1487
1488         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1489         if (ret < 0)
1490                 return ret;
1491         return loop_set_status(lo, &info64);
1492 }
1493
1494 static int
1495 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1496                        struct compat_loop_info __user *arg)
1497 {
1498         struct loop_info64 info64;
1499         int err = 0;
1500
1501         if (!arg)
1502                 err = -EINVAL;
1503         if (!err)
1504                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1505         if (!err)
1506                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1507         return err;
1508 }
1509
1510 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1511                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1512 {
1513         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1514         int err;
1515
1516         switch(cmd) {
1517         case LOOP_SET_STATUS:
1518                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1519                 err = loop_set_status_compat(
1520                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1521                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1522                 break;
1523         case LOOP_GET_STATUS:
1524                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1525                 err = loop_get_status_compat(
1526                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1527                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1528                 break;
1529         case LOOP_SET_CAPACITY:
1530         case LOOP_CLR_FD:
1531         case LOOP_GET_STATUS64:
1532         case LOOP_SET_STATUS64:
1533                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1534         case LOOP_SET_FD:
1535         case LOOP_CHANGE_FD:
1536                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1537                 break;
1538         default:
1539                 err = -ENOIOCTLCMD;
1540                 break;
1541         }
1542         return err;
1543 }
1544 #endif
1545
1546 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1547 {
1548         struct loop_device *lo;
1549         int err = 0;
1550
1551         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1552         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1553         if (!lo) {
1554                 err = -ENXIO;
1555                 goto out;
1556         }
1557
1558         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1559 out:
1560         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1561         return err;
1562 }
1563
1564 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1565 {
1566         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1567         int err;
1568
1569         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1570                 return;
1571
1572         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1573         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1574                 /*
1575                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1576                  * and remove configuration after last close.
1577                  */
1578                 err = loop_clr_fd(lo);
1579                 if (!err)
1580                         return;
1581         } else {
1582                 /*
1583                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1584                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1585                  */
1586                 loop_flush(lo);
1587         }
1588
1589         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1590 }
1591
1592 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1593         .owner =        THIS_MODULE,
1594         .open =         lo_open,
1595         .release =      lo_release,
1596         .ioctl =        lo_ioctl,
1597 #ifdef CONFIG_COMPAT
1598         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1599 #endif
1600 };
1601
1602 /*
1603  * And now the modules code and kernel interface.
1604  */
1605 static int max_loop;
1606 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1607 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1608 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1609 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1610 MODULE_LICENSE("GPL");
1611 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1612
1613 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1614 {
1615         unsigned int n = funcs->number;
1616
1617         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1618                 return -EINVAL;
1619         xfer_funcs[n] = funcs;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1624 {
1625         struct loop_device *lo = ptr;
1626         struct loop_func_table *xfer = data;
1627
1628         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1629         if (lo->lo_encryption == xfer)
1630                 loop_release_xfer(lo);
1631         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 int loop_unregister_transfer(int number)
1636 {
1637         unsigned int n = number;
1638         struct loop_func_table *xfer;
1639
1640         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1641                 return -EINVAL;
1642
1643         xfer_funcs[n] = NULL;
1644         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1649 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1650
1651 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1652                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1653 {
1654         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1655         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1656
1657         blk_mq_start_request(bd->rq);
1658
1659         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1660                 return -EIO;
1661
1662         if (lo->use_dio && !(cmd->rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH |
1663                                         REQ_DISCARD)))
1664                 cmd->use_aio = true;
1665         else
1666                 cmd->use_aio = false;
1667
1668         queue_kthread_work(&lo->worker, &cmd->work);
1669
1670         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1671 }
1672
1673 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1674 {
1675         const bool write = cmd->rq->cmd_flags & REQ_WRITE;
1676         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1677         int ret = 0;
1678
1679         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1680                 ret = -EIO;
1681                 goto failed;
1682         }
1683
1684         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1685  failed:
1686         /* complete non-aio request */
1687         if (!cmd->use_aio || ret)
1688                 blk_mq_complete_request(cmd->rq, ret ? -EIO : 0);
1689 }
1690
1691 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1692 {
1693         struct loop_cmd *cmd =
1694                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1695
1696         loop_handle_cmd(cmd);
1697 }
1698
1699 static int loop_init_request(void *data, struct request *rq,
1700                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
1701                 unsigned int numa_node)
1702 {
1703         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1704
1705         cmd->rq = rq;
1706         init_kthread_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1707
1708         return 0;
1709 }
1710
1711 static struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1712         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1713         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
1714         .init_request   = loop_init_request,
1715 };
1716
1717 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1718 {
1719         struct loop_device *lo;
1720         struct gendisk *disk;
1721         int err;
1722
1723         err = -ENOMEM;
1724         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1725         if (!lo)
1726                 goto out;
1727
1728         lo->lo_state = Lo_unbound;
1729
1730         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1731         if (i >= 0) {
1732                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1733                 if (err == -ENOSPC)
1734                         err = -EEXIST;
1735         } else {
1736                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1737         }
1738         if (err < 0)
1739                 goto out_free_dev;
1740         i = err;
1741
1742         err = -ENOMEM;
1743         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1744         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1745         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1746         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1747         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1748         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1749         lo->tag_set.driver_data = lo;
1750
1751         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1752         if (err)
1753                 goto out_free_idr;
1754
1755         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1756         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1757                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1758                 goto out_cleanup_tags;
1759         }
1760         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1761
1762         /*
1763          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1764          * submitted to backing file is handled page by page.
1765          */
1766         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1767
1768         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1769         if (!disk)
1770                 goto out_free_queue;
1771
1772         /*
1773          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1774          * scanning can be requested individually per-device during its
1775          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1776          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1777          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1778          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1779          * used.
1780          *
1781          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1782          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1783          * multiples of max_part.
1784          *
1785          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1786          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1787          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1788          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1789          */
1790         if (!part_shift)
1791                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1792         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1793         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1794         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1795         lo->lo_number           = i;
1796         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1797         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1798         disk->first_minor       = i << part_shift;
1799         disk->fops              = &lo_fops;
1800         disk->private_data      = lo;
1801         disk->queue             = lo->lo_queue;
1802         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1803         add_disk(disk);
1804         *l = lo;
1805         return lo->lo_number;
1806
1807 out_free_queue:
1808         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1809 out_cleanup_tags:
1810         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1811 out_free_idr:
1812         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1813 out_free_dev:
1814         kfree(lo);
1815 out:
1816         return err;
1817 }
1818
1819 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1820 {
1821         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1822         del_gendisk(lo->lo_disk);
1823         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1824         put_disk(lo->lo_disk);
1825         kfree(lo);
1826 }
1827
1828 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1829 {
1830         struct loop_device *lo = ptr;
1831         struct loop_device **l = data;
1832
1833         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1834                 *l = lo;
1835                 return 1;
1836         }
1837         return 0;
1838 }
1839
1840 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1841 {
1842         struct loop_device *lo;
1843         int ret = -ENODEV;
1844
1845         if (i < 0) {
1846                 int err;
1847
1848                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1849                 if (err == 1) {
1850                         *l = lo;
1851                         ret = lo->lo_number;
1852                 }
1853                 goto out;
1854         }
1855
1856         /* lookup and return a specific i */
1857         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1858         if (lo) {
1859                 *l = lo;
1860                 ret = lo->lo_number;
1861         }
1862 out:
1863         return ret;
1864 }
1865
1866 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1867 {
1868         struct loop_device *lo;
1869         struct kobject *kobj;
1870         int err;
1871
1872         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1873         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1874         if (err < 0)
1875                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1876         if (err < 0)
1877                 kobj = NULL;
1878         else
1879                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1880         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1881
1882         *part = 0;
1883         return kobj;
1884 }
1885
1886 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1887                                unsigned long parm)
1888 {
1889         struct loop_device *lo;
1890         int ret = -ENOSYS;
1891
1892         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1893         switch (cmd) {
1894         case LOOP_CTL_ADD:
1895                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1896                 if (ret >= 0) {
1897                         ret = -EEXIST;
1898                         break;
1899                 }
1900                 ret = loop_add(&lo, parm);
1901                 break;
1902         case LOOP_CTL_REMOVE:
1903                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1904                 if (ret < 0)
1905                         break;
1906                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1907                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1908                         ret = -EBUSY;
1909                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1910                         break;
1911                 }
1912                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1913                         ret = -EBUSY;
1914                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1915                         break;
1916                 }
1917                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1918                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1919                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1920                 loop_remove(lo);
1921                 break;
1922         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1923                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1924                 if (ret >= 0)
1925                         break;
1926                 ret = loop_add(&lo, -1);
1927         }
1928         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1929
1930         return ret;
1931 }
1932
1933 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1934         .open           = nonseekable_open,
1935         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1936         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1937         .owner          = THIS_MODULE,
1938         .llseek         = noop_llseek,
1939 };
1940
1941 static struct miscdevice loop_misc = {
1942         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1943         .name           = "loop-control",
1944         .fops           = &loop_ctl_fops,
1945 };
1946
1947 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1948 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1949
1950 static int __init loop_init(void)
1951 {
1952         int i, nr;
1953         unsigned long range;
1954         struct loop_device *lo;
1955         int err;
1956
1957         err = misc_register(&loop_misc);
1958         if (err < 0)
1959                 return err;
1960
1961         part_shift = 0;
1962         if (max_part > 0) {
1963                 part_shift = fls(max_part);
1964
1965                 /*
1966                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1967                  * to user space so that user can decide correct minor number
1968                  * if [s]he want to create more devices.
1969                  *
1970                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1971                  * for the whole disk.
1972                  */
1973                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1974         }
1975
1976         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1977                 err = -EINVAL;
1978                 goto misc_out;
1979         }
1980
1981         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1982                 err = -EINVAL;
1983                 goto misc_out;
1984         }
1985
1986         /*
1987          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
1988          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
1989          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
1990          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
1991          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
1992          * a 'dead' device node.
1993          */
1994         if (max_loop) {
1995                 nr = max_loop;
1996                 range = max_loop << part_shift;
1997         } else {
1998                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
1999                 range = 1UL << MINORBITS;
2000         }
2001
2002         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
2003                 err = -EIO;
2004                 goto misc_out;
2005         }
2006
2007         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2008                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2009
2010         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2011         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2012         for (i = 0; i < nr; i++)
2013                 loop_add(&lo, i);
2014         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2015
2016         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2017         return 0;
2018
2019 misc_out:
2020         misc_deregister(&loop_misc);
2021         return err;
2022 }
2023
2024 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2025 {
2026         struct loop_device *lo = ptr;
2027
2028         loop_remove(lo);
2029         return 0;
2030 }
2031
2032 static void __exit loop_exit(void)
2033 {
2034         unsigned long range;
2035
2036         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2037
2038         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2039         idr_destroy(&loop_index_idr);
2040
2041         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2042         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2043
2044         misc_deregister(&loop_misc);
2045 }
2046
2047 module_init(loop_init);
2048 module_exit(loop_exit);
2049
2050 #ifndef MODULE
2051 static int __init max_loop_setup(char *str)
2052 {
2053         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2054         return 1;
2055 }
2056
2057 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2058 #endif