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         return loop_switch(lo, NULL);
 612 }
 613
 614 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 615                                    struct block_device *bdev)
 616 {
 617         int rc;
 618
 619         /*
 620          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 621          * acquire it if this function is called in such case.
 622          *
 623          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 624          * must be at least one and it can only become zero when the
 625          * current holder is released.
 626          */
 627         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 628                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 629         else
 630                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 631         if (rc)
 632                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 633                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 634 }
 635
 636 /*
 637  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 638  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 639  * the original file and in High Availability environments to switch to
 640  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 641  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 642  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 643  */
 644 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 645                           unsigned int arg)
 646 {
 647         struct file     *file, *old_file;
 648         struct inode    *inode;
 649         int             error;
 650
 651         error = -ENXIO;
 652         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 653                 goto out;
 654
 655         /* the loop device has to be read-only */
 656         error = -EINVAL;
 657         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 658                 goto out;
 659
 660         error = -EBADF;
 661         file = fget(arg);
 662         if (!file)
 663                 goto out;
 664
 665         inode = file->f_mapping->host;
 666         old_file = lo->lo_backing_file;
 667
 668         error = -EINVAL;
 669
 670         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 671                 goto out_putf;
 672
 673         /* size of the new backing store needs to be the same */
 674         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 675                 goto out_putf;
 676
 677         /* and ... switch */
 678         error = loop_switch(lo, file);
 679         if (error)
 680                 goto out_putf;
 681
 682         fput(old_file);
 683         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 684                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 685         return 0;
 686
 687  out_putf:
 688         fput(file);
 689  out:
 690         return error;
 691 }
 692
 693 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 694 {
 695         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 696
 697         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 698 }
 699
 700 /* loop sysfs attributes */
 701
 702 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 703                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 704 {
 705         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 706         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 707
 708         return callback(lo, page);
 709 }
 710
 711 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 712 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 713 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 714                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 715 {                                                                       \
 716         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 717 }                                                                       \
 718 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 719         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 720
 721 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 722 {
 723         ssize_t ret;
 724         char *p = NULL;
 725
 726         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 727         if (lo->lo_backing_file)
 728                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 729         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 730
 731         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 732                 ret = PTR_ERR(p);
 733         else {
 734                 ret = strlen(p);
 735                 memmove(buf, p, ret);
 736                 buf[ret++] = '\n';
 737                 buf[ret] = 0;
 738         }
 739
 740         return ret;
 741 }
 742
 743 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 744 {
 745         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 746 }
 747
 748 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 749 {
 750         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 751 }
 752
 753 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 754 {
 755         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 756
 757         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 758 }
 759
 760 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 761 {
 762         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 763
 764         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 765 }
 766
 767 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 768 {
 769         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 770
 771         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 772 }
 773
 774 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 775 LOOP_ATTR_RO(offset);
 776 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 777 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 778 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 779 LOOP_ATTR_RO(dio);
 780
 781 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 782         &loop_attr_backing_file.attr,
 783         &loop_attr_offset.attr,
 784         &loop_attr_sizelimit.attr,
 785         &loop_attr_autoclear.attr,
 786         &loop_attr_partscan.attr,
 787         &loop_attr_dio.attr,
 788         NULL,
 789 };
 790
 791 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 792         .name = "loop",
 793         .attrs= loop_attrs,
 794 };
 795
 796 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 797 {
 798         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 799                                   &loop_attribute_group);
 800 }
 801
 802 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 803 {
 804         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 805                            &loop_attribute_group);
 806 }
 807
 808 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 809 {
 810         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 811         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 812         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 813
 814         /*
 815          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 816          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 817          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 818          * useful information.
 819          */
 820         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 821             lo->lo_encrypt_key_size) {
 822                 q->limits.discard_granularity = 0;
 823                 q->limits.discard_alignment = 0;
 824                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 825                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, 0);
 826                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 827                 return;
 828         }
 829
 830         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 831         q->limits.discard_alignment = 0;
 832         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 833         blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 834         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 835 }
 836
 837 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 838 {
 839         kthread_flush_worker(&lo->worker);
 840         kthread_stop(lo->worker_task);
 841 }
 842
 843 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 844 {
 845         kthread_init_worker(&lo->worker);
 846         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
 847                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 848         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 849                 return -ENOMEM;
 850         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 851         return 0;
 852 }
 853
 854 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 855                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 856 {
 857         struct file     *file, *f;
 858         struct inode    *inode;
 859         struct address_space *mapping;
 860         unsigned lo_blocksize;
 861         int             lo_flags = 0;
 862         int             error;
 863         loff_t          size;
 864
 865         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 866         __module_get(THIS_MODULE);
 867
 868         error = -EBADF;
 869         file = fget(arg);
 870         if (!file)
 871                 goto out;
 872
 873         error = -EBUSY;
 874         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 875                 goto out_putf;
 876
 877         /* Avoid recursion */
 878         f = file;
 879         while (is_loop_device(f)) {
 880                 struct loop_device *l;
 881
 882                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 883                         goto out_putf;
 884
 885                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 886                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 887                         error = -EINVAL;
 888                         goto out_putf;
 889                 }
 890                 f = l->lo_backing_file;
 891         }
 892
 893         mapping = file->f_mapping;
 894         inode = mapping->host;
 895
 896         error = -EINVAL;
 897         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 898                 goto out_putf;
 899
 900         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 901             !file->f_op->write_iter)
 902                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 903
 904         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 905                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 906
 907         error = -EFBIG;
 908         size = get_loop_size(lo, file);
 909         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 910                 goto out_putf;
 911         error = loop_prepare_queue(lo);
 912         if (error)
 913                 goto out_putf;
 914
 915         error = 0;
 916
 917         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 918
 919         lo->use_dio = false;
 920         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 921         lo->lo_device = bdev;
 922         lo->lo_flags = lo_flags;
 923         lo->lo_backing_file = file;
 924         lo->transfer = NULL;
 925         lo->ioctl = NULL;
 926         lo->lo_sizelimit = 0;
 927         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 928         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 929
 930         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 931                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
 932
 933         loop_update_dio(lo);
 934         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 935         bd_set_size(bdev, size << 9);
 936         loop_sysfs_init(lo);
 937         /* let user-space know about the new size */
 938         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 939
 940         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 941
 942         lo->lo_state = Lo_bound;
 943         if (part_shift)
 944                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 945         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 946                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 947
 948         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 949          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 950          */
 951         bdgrab(bdev);
 952         return 0;
 953
 954  out_putf:
 955         fput(file);
 956  out:
 957         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 958         module_put(THIS_MODULE);
 959         return error;
 960 }
 961
 962 static int
 963 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 964 {
 965         int err = 0;
 966         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 967
 968         if (xfer) {
 969                 if (xfer->release)
 970                         err = xfer->release(lo);
 971                 lo->transfer = NULL;
 972                 lo->lo_encryption = NULL;
 973                 module_put(xfer->owner);
 974         }
 975         return err;
 976 }
 977
 978 static int
 979 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 980                const struct loop_info64 *i)
 981 {
 982         int err = 0;
 983
 984         if (xfer) {
 985                 struct module *owner = xfer->owner;
 986
 987                 if (!try_module_get(owner))
 988                         return -EINVAL;
 989                 if (xfer->init)
 990                         err = xfer->init(lo, i);
 991                 if (err)
 992                         module_put(owner);
 993                 else
 994                         lo->lo_encryption = xfer;
 995         }
 996         return err;
 997 }
 998
 999 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1000 {
1001         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1002         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1003         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1004
1005         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1006                 return -ENXIO;
1007
1008         /*
1009          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1010          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1011          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1012          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1013          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1014          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1015          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1016          * command to fail with EBUSY.
1017          */
1018         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1019                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1020                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1021                 return 0;
1022         }
1023
1024         if (filp == NULL)
1025                 return -EINVAL;
1026
1027         /* freeze request queue during the transition */
1028         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1029
1030         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1031         lo->lo_state = Lo_rundown;
1032         lo->lo_backing_file = NULL;
1033         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1034
1035         loop_release_xfer(lo);
1036         lo->transfer = NULL;
1037         lo->ioctl = NULL;
1038         lo->lo_device = NULL;
1039         lo->lo_encryption = NULL;
1040         lo->lo_offset = 0;
1041         lo->lo_sizelimit = 0;
1042         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1043         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1044         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1045         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1046         if (bdev) {
1047                 bdput(bdev);
1048                 invalidate_bdev(bdev);
1049         }
1050         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1051         loop_sysfs_exit(lo);
1052         if (bdev) {
1053                 bd_set_size(bdev, 0);
1054                 /* let user-space know about this change */
1055                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1056         }
1057         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1058         lo->lo_state = Lo_unbound;
1059         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1060         module_put(THIS_MODULE);
1061         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1062
1063         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1064                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1065         lo->lo_flags = 0;
1066         if (!part_shift)
1067                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1068         loop_unprepare_queue(lo);
1069         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1070         /*
1071          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1072          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1073          * lock dependency possibility warning as fput can take
1074          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1075          */
1076         fput(filp);
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 static int
1081 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1082 {
1083         int err;
1084         struct loop_func_table *xfer;
1085         kuid_t uid = current_uid();
1086
1087         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1088             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1089             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1090                 return -EPERM;
1091         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1092                 return -ENXIO;
1093         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1094                 return -EINVAL;
1095
1096         /* I/O need to be drained during transfer transition */
1097         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1098
1099         err = loop_release_xfer(lo);
1100         if (err)
1101                 goto exit;
1102
1103         if (info->lo_encrypt_type) {
1104                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1105
1106                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1107                         return -EINVAL;
1108                 xfer = xfer_funcs[type];
1109                 if (xfer == NULL)
1110                         return -EINVAL;
1111         } else
1112                 xfer = NULL;
1113
1114         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1115         if (err)
1116                 goto exit;
1117
1118         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1119             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit)
1120                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit)) {
1121                         err = -EFBIG;
1122                         goto exit;
1123                 }
1124
1125         loop_config_discard(lo);
1126
1127         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1128         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1129         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1130         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1131
1132         if (!xfer)
1133                 xfer = &none_funcs;
1134         lo->transfer = xfer->transfer;
1135         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1136
1137         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1138              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1139                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1140
1141         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1142         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1143         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1144         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1145                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1146                        info->lo_encrypt_key_size);
1147                 lo->lo_key_owner = uid;
1148         }
1149
1150         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1151         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1152
1153  exit:
1154         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1155
1156         if (!err && (info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1157              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1158                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1159                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1160                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1161         }
1162
1163         return err;
1164 }
1165
1166 static int
1167 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1168 {
1169         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1170         struct kstat stat;
1171         int error;
1172
1173         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1174                 return -ENXIO;
1175         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat,
1176                             STATX_INO, AT_STATX_SYNC_AS_STAT);
1177         if (error)
1178                 return error;
1179         memset(info, 0, sizeof(*info));
1180         info->lo_number = lo->lo_number;
1181         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1182         info->lo_inode = stat.ino;
1183         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1184         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1185         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1186         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1187         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1188         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1189         info->lo_encrypt_type =
1190                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1191         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1192                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1193                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1194                        lo->lo_encrypt_key_size);
1195         }
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 static void
1200 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1201 {
1202         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1203         info64->lo_number = info->lo_number;
1204         info64->lo_device = info->lo_device;
1205         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1206         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1207         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1208         info64->lo_sizelimit = 0;
1209         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1210         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1211         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1212         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1213         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1214         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1215                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1216         else
1217                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1218         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1219 }
1220
1221 static int
1222 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1223 {
1224         memset(info, 0, sizeof(*info));
1225         info->lo_number = info64->lo_number;
1226         info->lo_device = info64->lo_device;
1227         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1228         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1229         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1230         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1231         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1232         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1233         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1234         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1235         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1236                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1237         else
1238                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1239         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1240
1241         /* error in case values were truncated */
1242         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1243             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1244             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1245             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1246                 return -EOVERFLOW;
1247
1248         return 0;
1249 }
1250
1251 static int
1252 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1253 {
1254         struct loop_info info;
1255         struct loop_info64 info64;
1256
1257         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1258                 return -EFAULT;
1259         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1260         return loop_set_status(lo, &info64);
1261 }
1262
1263 static int
1264 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1265 {
1266         struct loop_info64 info64;
1267
1268         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1269                 return -EFAULT;
1270         return loop_set_status(lo, &info64);
1271 }
1272
1273 static int
1274 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1275         struct loop_info info;
1276         struct loop_info64 info64;
1277         int err = 0;
1278
1279         if (!arg)
1280                 err = -EINVAL;
1281         if (!err)
1282                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1283         if (!err)
1284                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1285         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1286                 err = -EFAULT;
1287
1288         return err;
1289 }
1290
1291 static int
1292 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1293         struct loop_info64 info64;
1294         int err = 0;
1295
1296         if (!arg)
1297                 err = -EINVAL;
1298         if (!err)
1299                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1300         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1301                 err = -EFAULT;
1302
1303         return err;
1304 }
1305
1306 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1307 {
1308         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1309                 return -ENXIO;
1310
1311         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1312 }
1313
1314 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1315 {
1316         int error = -ENXIO;
1317         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1318                 goto out;
1319
1320         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1321         if (lo->use_dio == !!arg)
1322                 return 0;
1323         error = -EINVAL;
1324  out:
1325         return error;
1326 }
1327
1328 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1329         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1330 {
1331         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1332         int err;
1333
1334         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1335         switch (cmd) {
1336         case LOOP_SET_FD:
1337                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1338                 break;
1339         case LOOP_CHANGE_FD:
1340                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1341                 break;
1342         case LOOP_CLR_FD:
1343                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1344                 err = loop_clr_fd(lo);
1345                 if (!err)
1346                         goto out_unlocked;
1347                 break;
1348         case LOOP_SET_STATUS:
1349                 err = -EPERM;
1350                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1351                         err = loop_set_status_old(lo,
1352                                         (struct loop_info __user *)arg);
1353                 break;
1354         case LOOP_GET_STATUS:
1355                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1356                 break;
1357         case LOOP_SET_STATUS64:
1358                 err = -EPERM;
1359                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1360                         err = loop_set_status64(lo,
1361                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1362                 break;
1363         case LOOP_GET_STATUS64:
1364                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1365                 break;
1366         case LOOP_SET_CAPACITY:
1367                 err = -EPERM;
1368                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1369                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1370                 break;
1371         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1372                 err = -EPERM;
1373                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1374                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1375                 break;
1376         default:
1377                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1378         }
1379         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1380
1381 out_unlocked:
1382         return err;
1383 }
1384
1385 #ifdef CONFIG_COMPAT
1386 struct compat_loop_info {
1387         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1388         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1389         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1390         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1391         compat_int_t    lo_offset;
1392         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1393         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1394         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1395         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1396         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1397         compat_ulong_t  lo_init[2];
1398         char            reserved[4];
1399 };
1400
1401 /*
1402  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1403  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1404  */
1405 static noinline int
1406 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1407                         struct loop_info64 *info64)
1408 {
1409         struct compat_loop_info info;
1410
1411         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1412                 return -EFAULT;
1413
1414         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1415         info64->lo_number = info.lo_number;
1416         info64->lo_device = info.lo_device;
1417         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1418         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1419         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1420         info64->lo_sizelimit = 0;
1421         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1422         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1423         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1424         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1425         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1426         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1427                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1428         else
1429                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1430         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1436  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1437  */
1438 static noinline int
1439 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1440                       struct compat_loop_info __user *arg)
1441 {
1442         struct compat_loop_info info;
1443
1444         memset(&info, 0, sizeof(info));
1445         info.lo_number = info64->lo_number;
1446         info.lo_device = info64->lo_device;
1447         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1448         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1449         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1450         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1451         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1452         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1453         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1454         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1455         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1456                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1457         else
1458                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1459         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1460
1461         /* error in case values were truncated */
1462         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1463             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1464             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1465             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1466             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1467             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1468                 return -EOVERFLOW;
1469
1470         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1471                 return -EFAULT;
1472         return 0;
1473 }
1474
1475 static int
1476 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1477                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1478 {
1479         struct loop_info64 info64;
1480         int ret;
1481
1482         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1483         if (ret < 0)
1484                 return ret;
1485         return loop_set_status(lo, &info64);
1486 }
1487
1488 static int
1489 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1490                        struct compat_loop_info __user *arg)
1491 {
1492         struct loop_info64 info64;
1493         int err = 0;
1494
1495         if (!arg)
1496                 err = -EINVAL;
1497         if (!err)
1498                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1499         if (!err)
1500                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1501         return err;
1502 }
1503
1504 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1505                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1506 {
1507         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1508         int err;
1509
1510         switch(cmd) {
1511         case LOOP_SET_STATUS:
1512                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1513                 err = loop_set_status_compat(
1514                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1515                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1516                 break;
1517         case LOOP_GET_STATUS:
1518                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1519                 err = loop_get_status_compat(
1520                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1521                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1522                 break;
1523         case LOOP_SET_CAPACITY:
1524         case LOOP_CLR_FD:
1525         case LOOP_GET_STATUS64:
1526         case LOOP_SET_STATUS64:
1527                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1528         case LOOP_SET_FD:
1529         case LOOP_CHANGE_FD:
1530                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1531                 break;
1532         default:
1533                 err = -ENOIOCTLCMD;
1534                 break;
1535         }
1536         return err;
1537 }
1538 #endif
1539
1540 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1541 {
1542         struct loop_device *lo;
1543         int err = 0;
1544
1545         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1546         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1547         if (!lo) {
1548                 err = -ENXIO;
1549                 goto out;
1550         }
1551
1552         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1553 out:
1554         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1555         return err;
1556 }
1557
1558 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1559 {
1560         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1561         int err;
1562
1563         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1564                 return;
1565
1566         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1567         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1568                 /*
1569                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1570                  * and remove configuration after last close.
1571                  */
1572                 err = loop_clr_fd(lo);
1573                 if (!err)
1574                         return;
1575         } else {
1576                 /*
1577                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1578                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1579                  */
1580                 loop_flush(lo);
1581         }
1582
1583         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1584 }
1585
1586 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1587         .owner =        THIS_MODULE,
1588         .open =         lo_open,
1589         .release =      lo_release,
1590         .ioctl =        lo_ioctl,
1591 #ifdef CONFIG_COMPAT
1592         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1593 #endif
1594 };
1595
1596 /*
1597  * And now the modules code and kernel interface.
1598  */
1599 static int max_loop;
1600 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1601 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1602 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1603 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1604 MODULE_LICENSE("GPL");
1605 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1606
1607 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1608 {
1609         unsigned int n = funcs->number;
1610
1611         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1612                 return -EINVAL;
1613         xfer_funcs[n] = funcs;
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1618 {
1619         struct loop_device *lo = ptr;
1620         struct loop_func_table *xfer = data;
1621
1622         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1623         if (lo->lo_encryption == xfer)
1624                 loop_release_xfer(lo);
1625         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1626         return 0;
1627 }
1628
1629 int loop_unregister_transfer(int number)
1630 {
1631         unsigned int n = number;
1632         struct loop_func_table *xfer;
1633
1634         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1635                 return -EINVAL;
1636
1637         xfer_funcs[n] = NULL;
1638         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1639         return 0;
1640 }
1641
1642 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1643 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1644
1645 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1646                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1647 {
1648         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1649         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1650
1651         blk_mq_start_request(bd->rq);
1652
1653         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1654                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
1655
1656         switch (req_op(cmd->rq)) {
1657         case REQ_OP_FLUSH:
1658         case REQ_OP_DISCARD:
1659         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1660                 cmd->use_aio = false;
1661                 break;
1662         default:
1663                 cmd->use_aio = lo->use_dio;
1664                 break;
1665         }
1666
1667         kthread_queue_work(&lo->worker, &cmd->work);
1668
1669         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1670 }
1671
1672 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1673 {
1674         const bool write = op_is_write(req_op(cmd->rq));
1675         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1676         int ret = 0;
1677
1678         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1679                 ret = -EIO;
1680                 goto failed;
1681         }
1682
1683         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1684  failed:
1685         /* complete non-aio request */
1686         if (!cmd->use_aio || ret) {
1687                 cmd->ret = ret ? -EIO : 0;
1688                 blk_mq_complete_request(cmd->rq);
1689         }
1690 }
1691
1692 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1693 {
1694         struct loop_cmd *cmd =
1695                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1696
1697         loop_handle_cmd(cmd);
1698 }
1699
1700 static int loop_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
1701                 unsigned int hctx_idx, unsigned int numa_node)
1702 {
1703         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1704
1705         cmd->rq = rq;
1706         kthread_init_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1707
1708         return 0;
1709 }
1710
1711 static const struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1712         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1713         .init_request   = loop_init_request,
1714         .complete       = lo_complete_rq,
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         err = -ENOMEM;
1769         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1770         if (!disk)
1771                 goto out_free_queue;
1772
1773         /*
1774          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1775          * scanning can be requested individually per-device during its
1776          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1777          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1778          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1779          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1780          * used.
1781          *
1782          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1783          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1784          * multiples of max_part.
1785          *
1786          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1787          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1788          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1789          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1790          */
1791         if (!part_shift)
1792                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1793         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1794         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1795         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1796         lo->lo_number           = i;
1797         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1798         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1799         disk->first_minor       = i << part_shift;
1800         disk->fops              = &lo_fops;
1801         disk->private_data      = lo;
1802         disk->queue             = lo->lo_queue;
1803         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1804         add_disk(disk);
1805         *l = lo;
1806         return lo->lo_number;
1807
1808 out_free_queue:
1809         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1810 out_cleanup_tags:
1811         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1812 out_free_idr:
1813         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1814 out_free_dev:
1815         kfree(lo);
1816 out:
1817         return err;
1818 }
1819
1820 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1821 {
1822         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1823         del_gendisk(lo->lo_disk);
1824         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1825         put_disk(lo->lo_disk);
1826         kfree(lo);
1827 }
1828
1829 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1830 {
1831         struct loop_device *lo = ptr;
1832         struct loop_device **l = data;
1833
1834         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1835                 *l = lo;
1836                 return 1;
1837         }
1838         return 0;
1839 }
1840
1841 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1842 {
1843         struct loop_device *lo;
1844         int ret = -ENODEV;
1845
1846         if (i < 0) {
1847                 int err;
1848
1849                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1850                 if (err == 1) {
1851                         *l = lo;
1852                         ret = lo->lo_number;
1853                 }
1854                 goto out;
1855         }
1856
1857         /* lookup and return a specific i */
1858         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1859         if (lo) {
1860                 *l = lo;
1861                 ret = lo->lo_number;
1862         }
1863 out:
1864         return ret;
1865 }
1866
1867 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1868 {
1869         struct loop_device *lo;
1870         struct kobject *kobj;
1871         int err;
1872
1873         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1874         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1875         if (err < 0)
1876                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1877         if (err < 0)
1878                 kobj = NULL;
1879         else
1880                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1881         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1882
1883         *part = 0;
1884         return kobj;
1885 }
1886
1887 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1888                                unsigned long parm)
1889 {
1890         struct loop_device *lo;
1891         int ret = -ENOSYS;
1892
1893         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1894         switch (cmd) {
1895         case LOOP_CTL_ADD:
1896                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1897                 if (ret >= 0) {
1898                         ret = -EEXIST;
1899                         break;
1900                 }
1901                 ret = loop_add(&lo, parm);
1902                 break;
1903         case LOOP_CTL_REMOVE:
1904                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1905                 if (ret < 0)
1906                         break;
1907                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1908                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1909                         ret = -EBUSY;
1910                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1911                         break;
1912                 }
1913                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1914                         ret = -EBUSY;
1915                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1916                         break;
1917                 }
1918                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1919                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1920                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1921                 loop_remove(lo);
1922                 break;
1923         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1924                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1925                 if (ret >= 0)
1926                         break;
1927                 ret = loop_add(&lo, -1);
1928         }
1929         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1930
1931         return ret;
1932 }
1933
1934 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1935         .open           = nonseekable_open,
1936         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1937         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1938         .owner          = THIS_MODULE,
1939         .llseek         = noop_llseek,
1940 };
1941
1942 static struct miscdevice loop_misc = {
1943         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1944         .name           = "loop-control",
1945         .fops           = &loop_ctl_fops,
1946 };
1947
1948 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1949 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1950
1951 static int __init loop_init(void)
1952 {
1953         int i, nr;
1954         unsigned long range;
1955         struct loop_device *lo;
1956         int err;
1957
1958         err = misc_register(&loop_misc);
1959         if (err < 0)
1960                 return err;
1961
1962         part_shift = 0;
1963         if (max_part > 0) {
1964                 part_shift = fls(max_part);
1965
1966                 /*
1967                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1968                  * to user space so that user can decide correct minor number
1969                  * if [s]he want to create more devices.
1970                  *
1971                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1972                  * for the whole disk.
1973                  */
1974                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1975         }
1976
1977         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1978                 err = -EINVAL;
1979                 goto misc_out;
1980         }
1981
1982         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1983                 err = -EINVAL;
1984                 goto misc_out;
1985         }
1986
1987         /*
1988          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
1989          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
1990          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
1991          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
1992          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
1993          * a 'dead' device node.
1994          */
1995         if (max_loop) {
1996                 nr = max_loop;
1997                 range = max_loop << part_shift;
1998         } else {
1999                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
2000                 range = 1UL << MINORBITS;
2001         }
2002
2003         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
2004                 err = -EIO;
2005                 goto misc_out;
2006         }
2007
2008         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2009                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2010
2011         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2012         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2013         for (i = 0; i < nr; i++)
2014                 loop_add(&lo, i);
2015         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2016
2017         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2018         return 0;
2019
2020 misc_out:
2021         misc_deregister(&loop_misc);
2022         return err;
2023 }
2024
2025 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2026 {
2027         struct loop_device *lo = ptr;
2028
2029         loop_remove(lo);
2030         return 0;
2031 }
2032
2033 static void __exit loop_exit(void)
2034 {
2035         unsigned long range;
2036
2037         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2038
2039         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2040         idr_destroy(&loop_index_idr);
2041
2042         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2043         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2044
2045         misc_deregister(&loop_misc);
2046 }
2047
2048 module_init(loop_init);
2049 module_exit(loop_exit);
2050
2051 #ifndef MODULE
2052 static int __init max_loop_setup(char *str)
2053 {
2054         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2055         return 1;
2056 }
2057
2058 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2059 #endif