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, 0);
 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, 0);
 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, 0);
 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 ? BLK_STS_IOERR : BLK_STS_OK);
 461 }
 462
 463 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 464 {
 465         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 466
 467         cmd->ret = ret;
 468         blk_mq_complete_request(cmd->rq);
 469 }
 470
 471 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 472                      loff_t pos, bool rw)
 473 {
 474         struct iov_iter iter;
 475         struct bio_vec *bvec;
 476         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 477         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 478         int ret;
 479
 480         /* nomerge for loop request queue */
 481         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
 482
 483         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 484         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
 485                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
 486         /*
 487          * This bio may be started from the middle of the 'bvec'
 488          * because of bio splitting, so offset from the bvec must
 489          * be passed to iov iterator
 490          */
 491         iter.iov_offset = bio->bi_iter.bi_bvec_done;
 492
 493         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 494         cmd->iocb.ki_filp = file;
 495         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 496         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 497
 498         if (rw == WRITE)
 499                 ret = call_write_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 500         else
 501                 ret = call_read_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 502
 503         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 504                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 505         return 0;
 506 }
 507
 508 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 509 {
 510         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 511         loff_t pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 512
 513         /*
 514          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 515          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 516          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 517          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 518          * this in io submit style function which submits all segments
 519          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 520          * run flush_dcache_page().
 521          */
 522         switch (req_op(rq)) {
 523         case REQ_OP_FLUSH:
 524                 return lo_req_flush(lo, rq);
 525         case REQ_OP_DISCARD:
 526         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 527                 return lo_discard(lo, rq, pos);
 528         case REQ_OP_WRITE:
 529                 if (lo->transfer)
 530                         return lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 531                 else if (cmd->use_aio)
 532                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, WRITE);
 533                 else
 534                         return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 535         case REQ_OP_READ:
 536                 if (lo->transfer)
 537                         return lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 538                 else if (cmd->use_aio)
 539                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, READ);
 540                 else
 541                         return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 542         default:
 543                 WARN_ON_ONCE(1);
 544                 return -EIO;
 545                 break;
 546         }
 547 }
 548
 549 struct switch_request {
 550         struct file *file;
 551         struct completion wait;
 552 };
 553
 554 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 555 {
 556         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
 557                         lo->use_dio);
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 562  */
 563 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 564 {
 565         struct file *file = p->file;
 566         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 567         struct address_space *mapping;
 568
 569         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 570         if (!file)
 571                 return;
 572
 573         mapping = file->f_mapping;
 574         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 575         lo->lo_backing_file = file;
 576         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 577                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 578         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 579         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 580         loop_update_dio(lo);
 581 }
 582
 583 /*
 584  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 585  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 586  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 587  */
 588 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 589 {
 590         struct switch_request w;
 591
 592         w.file = file;
 593
 594         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
 595         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 596
 597         /* do the switch action */
 598         do_loop_switch(lo, &w);
 599
 600         /* unfreeze */
 601         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 602
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 /*
 607  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 608  */
 609 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 610 {
 611         /* loop not yet configured, no running thread, nothing to flush */
 612         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 613                 return 0;
 614         return loop_switch(lo, NULL);
 615 }
 616
 617 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 618                                    struct block_device *bdev)
 619 {
 620         int rc;
 621
 622         /*
 623          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 624          * acquire it if this function is called in such case.
 625          *
 626          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 627          * must be at least one and it can only become zero when the
 628          * current holder is released.
 629          */
 630         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 631                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 632         else
 633                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 634         if (rc)
 635                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 636                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 637 }
 638
 639 /*
 640  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 641  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 642  * the original file and in High Availability environments to switch to
 643  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 644  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 645  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 646  */
 647 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 648                           unsigned int arg)
 649 {
 650         struct file     *file, *old_file;
 651         struct inode    *inode;
 652         int             error;
 653
 654         error = -ENXIO;
 655         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 656                 goto out;
 657
 658         /* the loop device has to be read-only */
 659         error = -EINVAL;
 660         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 661                 goto out;
 662
 663         error = -EBADF;
 664         file = fget(arg);
 665         if (!file)
 666                 goto out;
 667
 668         inode = file->f_mapping->host;
 669         old_file = lo->lo_backing_file;
 670
 671         error = -EINVAL;
 672
 673         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 674                 goto out_putf;
 675
 676         /* size of the new backing store needs to be the same */
 677         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 678                 goto out_putf;
 679
 680         /* and ... switch */
 681         error = loop_switch(lo, file);
 682         if (error)
 683                 goto out_putf;
 684
 685         fput(old_file);
 686         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 687                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 688         return 0;
 689
 690  out_putf:
 691         fput(file);
 692  out:
 693         return error;
 694 }
 695
 696 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 697 {
 698         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 699
 700         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 701 }
 702
 703 /* loop sysfs attributes */
 704
 705 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 706                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 707 {
 708         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 709         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 710
 711         return callback(lo, page);
 712 }
 713
 714 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 715 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 716 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 717                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 718 {                                                                       \
 719         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 720 }                                                                       \
 721 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 722         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 723
 724 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 725 {
 726         ssize_t ret;
 727         char *p = NULL;
 728
 729         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 730         if (lo->lo_backing_file)
 731                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 732         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 733
 734         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 735                 ret = PTR_ERR(p);
 736         else {
 737                 ret = strlen(p);
 738                 memmove(buf, p, ret);
 739                 buf[ret++] = '\n';
 740                 buf[ret] = 0;
 741         }
 742
 743         return ret;
 744 }
 745
 746 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 747 {
 748         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 749 }
 750
 751 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 752 {
 753         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 754 }
 755
 756 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 757 {
 758         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 759
 760         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 761 }
 762
 763 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 764 {
 765         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 766
 767         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 768 }
 769
 770 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 771 {
 772         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 773
 774         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 775 }
 776
 777 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 778 LOOP_ATTR_RO(offset);
 779 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 780 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 781 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 782 LOOP_ATTR_RO(dio);
 783
 784 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 785         &loop_attr_backing_file.attr,
 786         &loop_attr_offset.attr,
 787         &loop_attr_sizelimit.attr,
 788         &loop_attr_autoclear.attr,
 789         &loop_attr_partscan.attr,
 790         &loop_attr_dio.attr,
 791         NULL,
 792 };
 793
 794 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 795         .name = "loop",
 796         .attrs= loop_attrs,
 797 };
 798
 799 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 800 {
 801         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 802                                   &loop_attribute_group);
 803 }
 804
 805 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 806 {
 807         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 808                            &loop_attribute_group);
 809 }
 810
 811 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 812 {
 813         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 814         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 815         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 816
 817         /*
 818          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 819          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 820          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 821          * useful information.
 822          */
 823         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 824             lo->lo_encrypt_key_size) {
 825                 q->limits.discard_granularity = 0;
 826                 q->limits.discard_alignment = 0;
 827                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 828                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, 0);
 829                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 830                 return;
 831         }
 832
 833         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 834         q->limits.discard_alignment = 0;
 835
 836         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 837         blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 838         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 839 }
 840
 841 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 842 {
 843         kthread_flush_worker(&lo->worker);
 844         kthread_stop(lo->worker_task);
 845 }
 846
 847 static int loop_kthread_worker_fn(void *worker_ptr)
 848 {
 849         current->flags |= PF_LESS_THROTTLE;
 850         return kthread_worker_fn(worker_ptr);
 851 }
 852
 853 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 854 {
 855         kthread_init_worker(&lo->worker);
 856         lo->worker_task = kthread_run(loop_kthread_worker_fn,
 857                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 858         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 859                 return -ENOMEM;
 860         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 861         return 0;
 862 }
 863
 864 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 865                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 866 {
 867         struct file     *file, *f;
 868         struct inode    *inode;
 869         struct address_space *mapping;
 870         unsigned lo_blocksize;
 871         int             lo_flags = 0;
 872         int             error;
 873         loff_t          size;
 874
 875         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 876         __module_get(THIS_MODULE);
 877
 878         error = -EBADF;
 879         file = fget(arg);
 880         if (!file)
 881                 goto out;
 882
 883         error = -EBUSY;
 884         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 885                 goto out_putf;
 886
 887         /* Avoid recursion */
 888         f = file;
 889         while (is_loop_device(f)) {
 890                 struct loop_device *l;
 891
 892                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 893                         goto out_putf;
 894
 895                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 896                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 897                         error = -EINVAL;
 898                         goto out_putf;
 899                 }
 900                 f = l->lo_backing_file;
 901         }
 902
 903         mapping = file->f_mapping;
 904         inode = mapping->host;
 905
 906         error = -EINVAL;
 907         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 908                 goto out_putf;
 909
 910         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 911             !file->f_op->write_iter)
 912                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 913
 914         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 915                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 916
 917         error = -EFBIG;
 918         size = get_loop_size(lo, file);
 919         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 920                 goto out_putf;
 921         error = loop_prepare_queue(lo);
 922         if (error)
 923                 goto out_putf;
 924
 925         error = 0;
 926
 927         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 928
 929         lo->use_dio = false;
 930         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 931         lo->lo_device = bdev;
 932         lo->lo_flags = lo_flags;
 933         lo->lo_backing_file = file;
 934         lo->transfer = NULL;
 935         lo->ioctl = NULL;
 936         lo->lo_sizelimit = 0;
 937         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 938         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 939
 940         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 941                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
 942
 943         loop_update_dio(lo);
 944         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 945         bd_set_size(bdev, size << 9);
 946         loop_sysfs_init(lo);
 947         /* let user-space know about the new size */
 948         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 949
 950         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 951
 952         lo->lo_state = Lo_bound;
 953         if (part_shift)
 954                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 955         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 956                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 957
 958         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 959          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 960          */
 961         bdgrab(bdev);
 962         return 0;
 963
 964  out_putf:
 965         fput(file);
 966  out:
 967         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 968         module_put(THIS_MODULE);
 969         return error;
 970 }
 971
 972 static int
 973 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 974 {
 975         int err = 0;
 976         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 977
 978         if (xfer) {
 979                 if (xfer->release)
 980                         err = xfer->release(lo);
 981                 lo->transfer = NULL;
 982                 lo->lo_encryption = NULL;
 983                 module_put(xfer->owner);
 984         }
 985         return err;
 986 }
 987
 988 static int
 989 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 990                const struct loop_info64 *i)
 991 {
 992         int err = 0;
 993
 994         if (xfer) {
 995                 struct module *owner = xfer->owner;
 996
 997                 if (!try_module_get(owner))
 998                         return -EINVAL;
 999                 if (xfer->init)
1000                         err = xfer->init(lo, i);
1001                 if (err)
1002                         module_put(owner);
1003                 else
1004                         lo->lo_encryption = xfer;
1005         }
1006         return err;
1007 }
1008
1009 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1010 {
1011         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1012         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1013         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1014
1015         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1016                 return -ENXIO;
1017
1018         /*
1019          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1020          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1021          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1022          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1023          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1024          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1025          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1026          * command to fail with EBUSY.
1027          */
1028         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1029                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1030                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1031                 return 0;
1032         }
1033
1034         if (filp == NULL)
1035                 return -EINVAL;
1036
1037         /* freeze request queue during the transition */
1038         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1039
1040         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1041         lo->lo_state = Lo_rundown;
1042         lo->lo_backing_file = NULL;
1043         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1044
1045         loop_release_xfer(lo);
1046         lo->transfer = NULL;
1047         lo->ioctl = NULL;
1048         lo->lo_device = NULL;
1049         lo->lo_encryption = NULL;
1050         lo->lo_offset = 0;
1051         lo->lo_sizelimit = 0;
1052         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1053         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1054         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1055         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1056         if (bdev) {
1057                 bdput(bdev);
1058                 invalidate_bdev(bdev);
1059         }
1060         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1061         loop_sysfs_exit(lo);
1062         if (bdev) {
1063                 bd_set_size(bdev, 0);
1064                 /* let user-space know about this change */
1065                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1066         }
1067         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1068         lo->lo_state = Lo_unbound;
1069         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1070         module_put(THIS_MODULE);
1071         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1072
1073         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1074                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1075         lo->lo_flags = 0;
1076         if (!part_shift)
1077                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1078         loop_unprepare_queue(lo);
1079         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1080         /*
1081          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1082          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1083          * lock dependency possibility warning as fput can take
1084          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1085          */
1086         fput(filp);
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 static int
1091 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1092 {
1093         int err;
1094         struct loop_func_table *xfer;
1095         kuid_t uid = current_uid();
1096
1097         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1098             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1099             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1100                 return -EPERM;
1101         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1102                 return -ENXIO;
1103         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1104                 return -EINVAL;
1105
1106         /* I/O need to be drained during transfer transition */
1107         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1108
1109         err = loop_release_xfer(lo);
1110         if (err)
1111                 goto exit;
1112
1113         if (info->lo_encrypt_type) {
1114                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1115
1116                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1117                         return -EINVAL;
1118                 xfer = xfer_funcs[type];
1119                 if (xfer == NULL)
1120                         return -EINVAL;
1121         } else
1122                 xfer = NULL;
1123
1124         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1125         if (err)
1126                 goto exit;
1127
1128         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1129             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1130                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit)) {
1131                         err = -EFBIG;
1132                         goto exit;
1133                 }
1134         }
1135
1136         loop_config_discard(lo);
1137
1138         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1139         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1140         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1141         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1142
1143         if (!xfer)
1144                 xfer = &none_funcs;
1145         lo->transfer = xfer->transfer;
1146         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1147
1148         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1149              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1150                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1151
1152         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1153         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1154         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1155         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1156                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1157                        info->lo_encrypt_key_size);
1158                 lo->lo_key_owner = uid;
1159         }
1160
1161         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1162         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1163
1164  exit:
1165         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1166
1167         if (!err && (info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1168              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1169                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1170                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1171                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1172         }
1173
1174         return err;
1175 }
1176
1177 static int
1178 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1179 {
1180         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1181         struct kstat stat;
1182         int error;
1183
1184         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1185                 return -ENXIO;
1186         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat,
1187                             STATX_INO, AT_STATX_SYNC_AS_STAT);
1188         if (error)
1189                 return error;
1190         memset(info, 0, sizeof(*info));
1191         info->lo_number = lo->lo_number;
1192         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1193         info->lo_inode = stat.ino;
1194         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1195         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1196         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1197         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1198         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1199         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1200         info->lo_encrypt_type =
1201                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1202         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1203                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1204                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1205                        lo->lo_encrypt_key_size);
1206         }
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static void
1211 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1212 {
1213         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1214         info64->lo_number = info->lo_number;
1215         info64->lo_device = info->lo_device;
1216         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1217         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1218         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1219         info64->lo_sizelimit = 0;
1220         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1221         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1222         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1223         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1224         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1225         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1226                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1227         else
1228                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1229         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1230 }
1231
1232 static int
1233 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1234 {
1235         memset(info, 0, sizeof(*info));
1236         info->lo_number = info64->lo_number;
1237         info->lo_device = info64->lo_device;
1238         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1239         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1240         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1241         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1242         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1243         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1244         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1245         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1246         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1247                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1248         else
1249                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1250         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1251
1252         /* error in case values were truncated */
1253         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1254             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1255             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1256             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1257                 return -EOVERFLOW;
1258
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 static int
1263 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1264 {
1265         struct loop_info info;
1266         struct loop_info64 info64;
1267
1268         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1269                 return -EFAULT;
1270         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1271         return loop_set_status(lo, &info64);
1272 }
1273
1274 static int
1275 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1276 {
1277         struct loop_info64 info64;
1278
1279         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1280                 return -EFAULT;
1281         return loop_set_status(lo, &info64);
1282 }
1283
1284 static int
1285 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1286         struct loop_info info;
1287         struct loop_info64 info64;
1288         int err = 0;
1289
1290         if (!arg)
1291                 err = -EINVAL;
1292         if (!err)
1293                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1294         if (!err)
1295                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1296         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1297                 err = -EFAULT;
1298
1299         return err;
1300 }
1301
1302 static int
1303 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1304         struct loop_info64 info64;
1305         int err = 0;
1306
1307         if (!arg)
1308                 err = -EINVAL;
1309         if (!err)
1310                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1311         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1312                 err = -EFAULT;
1313
1314         return err;
1315 }
1316
1317 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo)
1318 {
1319         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1320                 return -ENXIO;
1321
1322         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1323 }
1324
1325 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1326 {
1327         int error = -ENXIO;
1328         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1329                 goto out;
1330
1331         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1332         if (lo->use_dio == !!arg)
1333                 return 0;
1334         error = -EINVAL;
1335  out:
1336         return error;
1337 }
1338
1339 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1340         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1341 {
1342         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1343         int err;
1344
1345         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1346         switch (cmd) {
1347         case LOOP_SET_FD:
1348                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1349                 break;
1350         case LOOP_CHANGE_FD:
1351                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1352                 break;
1353         case LOOP_CLR_FD:
1354                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1355                 err = loop_clr_fd(lo);
1356                 if (!err)
1357                         goto out_unlocked;
1358                 break;
1359         case LOOP_SET_STATUS:
1360                 err = -EPERM;
1361                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1362                         err = loop_set_status_old(lo,
1363                                         (struct loop_info __user *)arg);
1364                 break;
1365         case LOOP_GET_STATUS:
1366                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1367                 break;
1368         case LOOP_SET_STATUS64:
1369                 err = -EPERM;
1370                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1371                         err = loop_set_status64(lo,
1372                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1373                 break;
1374         case LOOP_GET_STATUS64:
1375                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1376                 break;
1377         case LOOP_SET_CAPACITY:
1378                 err = -EPERM;
1379                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1380                         err = loop_set_capacity(lo);
1381                 break;
1382         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1383                 err = -EPERM;
1384                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1385                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1386                 break;
1387         default:
1388                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1389         }
1390         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1391
1392 out_unlocked:
1393         return err;
1394 }
1395
1396 #ifdef CONFIG_COMPAT
1397 struct compat_loop_info {
1398         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1399         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1400         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1401         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1402         compat_int_t    lo_offset;
1403         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1404         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1405         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1406         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1407         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1408         compat_ulong_t  lo_init[2];
1409         char            reserved[4];
1410 };
1411
1412 /*
1413  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1414  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1415  */
1416 static noinline int
1417 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1418                         struct loop_info64 *info64)
1419 {
1420         struct compat_loop_info info;
1421
1422         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1423                 return -EFAULT;
1424
1425         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1426         info64->lo_number = info.lo_number;
1427         info64->lo_device = info.lo_device;
1428         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1429         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1430         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1431         info64->lo_sizelimit = 0;
1432         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1433         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1434         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1435         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1436         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1437         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1438                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1439         else
1440                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1441         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1447  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1448  */
1449 static noinline int
1450 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1451                       struct compat_loop_info __user *arg)
1452 {
1453         struct compat_loop_info info;
1454
1455         memset(&info, 0, sizeof(info));
1456         info.lo_number = info64->lo_number;
1457         info.lo_device = info64->lo_device;
1458         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1459         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1460         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1461         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1462         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1463         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1464         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1465         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1466         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1467                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1468         else
1469                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1470         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1471
1472         /* error in case values were truncated */
1473         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1474             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1475             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1476             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1477             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1478             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1479                 return -EOVERFLOW;
1480
1481         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1482                 return -EFAULT;
1483         return 0;
1484 }
1485
1486 static int
1487 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1488                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1489 {
1490         struct loop_info64 info64;
1491         int ret;
1492
1493         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1494         if (ret < 0)
1495                 return ret;
1496         return loop_set_status(lo, &info64);
1497 }
1498
1499 static int
1500 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1501                        struct compat_loop_info __user *arg)
1502 {
1503         struct loop_info64 info64;
1504         int err = 0;
1505
1506         if (!arg)
1507                 err = -EINVAL;
1508         if (!err)
1509                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1510         if (!err)
1511                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1512         return err;
1513 }
1514
1515 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1516                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1517 {
1518         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1519         int err;
1520
1521         switch(cmd) {
1522         case LOOP_SET_STATUS:
1523                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1524                 err = loop_set_status_compat(
1525                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1526                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1527                 break;
1528         case LOOP_GET_STATUS:
1529                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1530                 err = loop_get_status_compat(
1531                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1532                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1533                 break;
1534         case LOOP_SET_CAPACITY:
1535         case LOOP_CLR_FD:
1536         case LOOP_GET_STATUS64:
1537         case LOOP_SET_STATUS64:
1538                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1539         case LOOP_SET_FD:
1540         case LOOP_CHANGE_FD:
1541                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1542                 break;
1543         default:
1544                 err = -ENOIOCTLCMD;
1545                 break;
1546         }
1547         return err;
1548 }
1549 #endif
1550
1551 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1552 {
1553         struct loop_device *lo;
1554         int err = 0;
1555
1556         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1557         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1558         if (!lo) {
1559                 err = -ENXIO;
1560                 goto out;
1561         }
1562
1563         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1564 out:
1565         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1566         return err;
1567 }
1568
1569 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1570 {
1571         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1572         int err;
1573
1574         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1575                 return;
1576
1577         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1578         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1579                 /*
1580                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1581                  * and remove configuration after last close.
1582                  */
1583                 err = loop_clr_fd(lo);
1584                 if (!err)
1585                         return;
1586         } else {
1587                 /*
1588                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1589                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1590                  */
1591                 loop_flush(lo);
1592         }
1593
1594         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1595 }
1596
1597 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1598         .owner =        THIS_MODULE,
1599         .open =         lo_open,
1600         .release =      lo_release,
1601         .ioctl =        lo_ioctl,
1602 #ifdef CONFIG_COMPAT
1603         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1604 #endif
1605 };
1606
1607 /*
1608  * And now the modules code and kernel interface.
1609  */
1610 static int max_loop;
1611 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1612 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1613 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1614 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1615 MODULE_LICENSE("GPL");
1616 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1617
1618 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1619 {
1620         unsigned int n = funcs->number;
1621
1622         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1623                 return -EINVAL;
1624         xfer_funcs[n] = funcs;
1625         return 0;
1626 }
1627
1628 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1629 {
1630         struct loop_device *lo = ptr;
1631         struct loop_func_table *xfer = data;
1632
1633         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1634         if (lo->lo_encryption == xfer)
1635                 loop_release_xfer(lo);
1636         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1637         return 0;
1638 }
1639
1640 int loop_unregister_transfer(int number)
1641 {
1642         unsigned int n = number;
1643         struct loop_func_table *xfer;
1644
1645         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1646                 return -EINVAL;
1647
1648         xfer_funcs[n] = NULL;
1649         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1650         return 0;
1651 }
1652
1653 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1654 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1655
1656 static blk_status_t loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1657                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1658 {
1659         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1660         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1661
1662         blk_mq_start_request(bd->rq);
1663
1664         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1665                 return BLK_STS_IOERR;
1666
1667         switch (req_op(cmd->rq)) {
1668         case REQ_OP_FLUSH:
1669         case REQ_OP_DISCARD:
1670         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1671                 cmd->use_aio = false;
1672                 break;
1673         default:
1674                 cmd->use_aio = lo->use_dio;
1675                 break;
1676         }
1677
1678         kthread_queue_work(&lo->worker, &cmd->work);
1679
1680         return BLK_STS_OK;
1681 }
1682
1683 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1684 {
1685         const bool write = op_is_write(req_op(cmd->rq));
1686         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1687         int ret = 0;
1688
1689         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1690                 ret = -EIO;
1691                 goto failed;
1692         }
1693
1694         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1695  failed:
1696         /* complete non-aio request */
1697         if (!cmd->use_aio || ret) {
1698                 cmd->ret = ret ? -EIO : 0;
1699                 blk_mq_complete_request(cmd->rq);
1700         }
1701 }
1702
1703 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1704 {
1705         struct loop_cmd *cmd =
1706                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1707
1708         loop_handle_cmd(cmd);
1709 }
1710
1711 static int loop_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
1712                 unsigned int hctx_idx, unsigned int numa_node)
1713 {
1714         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1715
1716         cmd->rq = rq;
1717         kthread_init_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1718
1719         return 0;
1720 }
1721
1722 static const struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1723         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1724         .init_request   = loop_init_request,
1725         .complete       = lo_complete_rq,
1726 };
1727
1728 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1729 {
1730         struct loop_device *lo;
1731         struct gendisk *disk;
1732         int err;
1733
1734         err = -ENOMEM;
1735         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1736         if (!lo)
1737                 goto out;
1738
1739         lo->lo_state = Lo_unbound;
1740
1741         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1742         if (i >= 0) {
1743                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1744                 if (err == -ENOSPC)
1745                         err = -EEXIST;
1746         } else {
1747                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1748         }
1749         if (err < 0)
1750                 goto out_free_dev;
1751         i = err;
1752
1753         err = -ENOMEM;
1754         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1755         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1756         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1757         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1758         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1759         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1760         lo->tag_set.driver_data = lo;
1761
1762         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1763         if (err)
1764                 goto out_free_idr;
1765
1766         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1767         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1768                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1769                 goto out_cleanup_tags;
1770         }
1771         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1772
1773         /*
1774          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1775          * submitted to backing file is handled page by page.
1776          */
1777         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1778
1779         err = -ENOMEM;
1780         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1781         if (!disk)
1782                 goto out_free_queue;
1783
1784         /*
1785          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1786          * scanning can be requested individually per-device during its
1787          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1788          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1789          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1790          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1791          * used.
1792          *
1793          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1794          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1795          * multiples of max_part.
1796          *
1797          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1798          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1799          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1800          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1801          */
1802         if (!part_shift)
1803                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1804         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1805         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1806         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1807         lo->lo_number           = i;
1808         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1809         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1810         disk->first_minor       = i << part_shift;
1811         disk->fops              = &lo_fops;
1812         disk->private_data      = lo;
1813         disk->queue             = lo->lo_queue;
1814         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1815         add_disk(disk);
1816         *l = lo;
1817         return lo->lo_number;
1818
1819 out_free_queue:
1820         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1821 out_cleanup_tags:
1822         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1823 out_free_idr:
1824         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1825 out_free_dev:
1826         kfree(lo);
1827 out:
1828         return err;
1829 }
1830
1831 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1832 {
1833         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1834         del_gendisk(lo->lo_disk);
1835         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1836         put_disk(lo->lo_disk);
1837         kfree(lo);
1838 }
1839
1840 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1841 {
1842         struct loop_device *lo = ptr;
1843         struct loop_device **l = data;
1844
1845         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1846                 *l = lo;
1847                 return 1;
1848         }
1849         return 0;
1850 }
1851
1852 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1853 {
1854         struct loop_device *lo;
1855         int ret = -ENODEV;
1856
1857         if (i < 0) {
1858                 int err;
1859
1860                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1861                 if (err == 1) {
1862                         *l = lo;
1863                         ret = lo->lo_number;
1864                 }
1865                 goto out;
1866         }
1867
1868         /* lookup and return a specific i */
1869         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1870         if (lo) {
1871                 *l = lo;
1872                 ret = lo->lo_number;
1873         }
1874 out:
1875         return ret;
1876 }
1877
1878 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1879 {
1880         struct loop_device *lo;
1881         struct kobject *kobj;
1882         int err;
1883
1884         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1885         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1886         if (err < 0)
1887                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1888         if (err < 0)
1889                 kobj = NULL;
1890         else
1891                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1892         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1893
1894         *part = 0;
1895         return kobj;
1896 }
1897
1898 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1899                                unsigned long parm)
1900 {
1901         struct loop_device *lo;
1902         int ret = -ENOSYS;
1903
1904         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1905         switch (cmd) {
1906         case LOOP_CTL_ADD:
1907                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1908                 if (ret >= 0) {
1909                         ret = -EEXIST;
1910                         break;
1911                 }
1912                 ret = loop_add(&lo, parm);
1913                 break;
1914         case LOOP_CTL_REMOVE:
1915                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1916                 if (ret < 0)
1917                         break;
1918                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1919                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1920                         ret = -EBUSY;
1921                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1922                         break;
1923                 }
1924                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1925                         ret = -EBUSY;
1926                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1927                         break;
1928                 }
1929                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1930                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1931                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1932                 loop_remove(lo);
1933                 break;
1934         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1935                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1936                 if (ret >= 0)
1937                         break;
1938                 ret = loop_add(&lo, -1);
1939         }
1940         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1941
1942         return ret;
1943 }
1944
1945 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1946         .open           = nonseekable_open,
1947         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1948         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1949         .owner          = THIS_MODULE,
1950         .llseek         = noop_llseek,
1951 };
1952
1953 static struct miscdevice loop_misc = {
1954         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1955         .name           = "loop-control",
1956         .fops           = &loop_ctl_fops,
1957 };
1958
1959 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1960 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1961
1962 static int __init loop_init(void)
1963 {
1964         int i, nr;
1965         unsigned long range;
1966         struct loop_device *lo;
1967         int err;
1968
1969         err = misc_register(&loop_misc);
1970         if (err < 0)
1971                 return err;
1972
1973         part_shift = 0;
1974         if (max_part > 0) {
1975                 part_shift = fls(max_part);
1976
1977                 /*
1978                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1979                  * to user space so that user can decide correct minor number
1980                  * if [s]he want to create more devices.
1981                  *
1982                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1983                  * for the whole disk.
1984                  */
1985                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1986         }
1987
1988         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1989                 err = -EINVAL;
1990                 goto misc_out;
1991         }
1992
1993         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1994                 err = -EINVAL;
1995                 goto misc_out;
1996         }
1997
1998         /*
1999          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
2000          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
2001          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
2002          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
2003          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
2004          * a 'dead' device node.
2005          */
2006         if (max_loop) {
2007                 nr = max_loop;
2008                 range = max_loop << part_shift;
2009         } else {
2010                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
2011                 range = 1UL << MINORBITS;
2012         }
2013
2014         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
2015                 err = -EIO;
2016                 goto misc_out;
2017         }
2018
2019         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2020                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2021
2022         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2023         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2024         for (i = 0; i < nr; i++)
2025                 loop_add(&lo, i);
2026         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2027
2028         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2029         return 0;
2030
2031 misc_out:
2032         misc_deregister(&loop_misc);
2033         return err;
2034 }
2035
2036 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2037 {
2038         struct loop_device *lo = ptr;
2039
2040         loop_remove(lo);
2041         return 0;
2042 }
2043
2044 static void __exit loop_exit(void)
2045 {
2046         unsigned long range;
2047
2048         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2049
2050         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2051         idr_destroy(&loop_index_idr);
2052
2053         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2054         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2055
2056         misc_deregister(&loop_misc);
2057 }
2058
2059 module_init(loop_init);
2060 module_exit(loop_exit);
2061
2062 #ifndef MODULE
2063 static int __init max_loop_setup(char *str)
2064 {
2065         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2066         return 1;
2067 }
2068
2069 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2070 #endif