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 inline void handle_partial_read(struct loop_cmd *cmd, long bytes)
 449 {
 450         if (bytes < 0 || op_is_write(req_op(cmd->rq)))
 451                 return;
 452
 453         if (unlikely(bytes < blk_rq_bytes(cmd->rq))) {
 454                 struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 455
 456                 bio_advance(bio, bytes);
 457                 zero_fill_bio(bio);
 458         }
 459 }
 460
 461 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 462 {
 463         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 464         struct request *rq = cmd->rq;
 465
 466         handle_partial_read(cmd, ret);
 467
 468         if (ret > 0)
 469                 ret = 0;
 470         else if (ret < 0)
 471                 ret = -EIO;
 472
 473         blk_mq_complete_request(rq, ret);
 474 }
 475
 476 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 477                      loff_t pos, bool rw)
 478 {
 479         struct iov_iter iter;
 480         struct bio_vec *bvec;
 481         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 482         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 483         int ret;
 484
 485         /* nomerge for loop request queue */
 486         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
 487
 488         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 489         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
 490                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
 491         /*
 492          * This bio may be started from the middle of the 'bvec'
 493          * because of bio splitting, so offset from the bvec must
 494          * be passed to iov iterator
 495          */
 496         iter.iov_offset = bio->bi_iter.bi_bvec_done;
 497
 498         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 499         cmd->iocb.ki_filp = file;
 500         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 501         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 502
 503         if (rw == WRITE)
 504                 ret = call_write_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 505         else
 506                 ret = call_read_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 507
 508         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 509                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 510         return 0;
 511 }
 512
 513 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 514 {
 515         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 516         loff_t pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 517
 518         /*
 519          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 520          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 521          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 522          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 523          * this in io submit style function which submits all segments
 524          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 525          * run flush_dcache_page().
 526          */
 527         switch (req_op(rq)) {
 528         case REQ_OP_FLUSH:
 529                 return lo_req_flush(lo, rq);
 530         case REQ_OP_DISCARD:
 531         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 532                 return lo_discard(lo, rq, pos);
 533         case REQ_OP_WRITE:
 534                 if (lo->transfer)
 535                         return lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 536                 else if (cmd->use_aio)
 537                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, WRITE);
 538                 else
 539                         return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 540         case REQ_OP_READ:
 541                 if (lo->transfer)
 542                         return lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 543                 else if (cmd->use_aio)
 544                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, READ);
 545                 else
 546                         return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 547         default:
 548                 WARN_ON_ONCE(1);
 549                 return -EIO;
 550                 break;
 551         }
 552 }
 553
 554 struct switch_request {
 555         struct file *file;
 556         struct completion wait;
 557 };
 558
 559 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 560 {
 561         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
 562                         lo->use_dio);
 563 }
 564
 565 /*
 566  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 567  */
 568 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 569 {
 570         struct file *file = p->file;
 571         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 572         struct address_space *mapping;
 573
 574         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 575         if (!file)
 576                 return;
 577
 578         mapping = file->f_mapping;
 579         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 580         lo->lo_backing_file = file;
 581         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 582                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 583         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 584         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 585         loop_update_dio(lo);
 586 }
 587
 588 /*
 589  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 590  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 591  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 592  */
 593 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 594 {
 595         struct switch_request w;
 596
 597         w.file = file;
 598
 599         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
 600         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 601
 602         /* do the switch action */
 603         do_loop_switch(lo, &w);
 604
 605         /* unfreeze */
 606         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 607
 608         return 0;
 609 }
 610
 611 /*
 612  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 613  */
 614 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 615 {
 616         return loop_switch(lo, NULL);
 617 }
 618
 619 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 620                                    struct block_device *bdev)
 621 {
 622         int rc;
 623
 624         /*
 625          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 626          * acquire it if this function is called in such case.
 627          *
 628          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 629          * must be at least one and it can only become zero when the
 630          * current holder is released.
 631          */
 632         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 633                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 634         else
 635                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 636         if (rc)
 637                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 638                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 643  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 644  * the original file and in High Availability environments to switch to
 645  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 646  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 647  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 648  */
 649 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 650                           unsigned int arg)
 651 {
 652         struct file     *file, *old_file;
 653         struct inode    *inode;
 654         int             error;
 655
 656         error = -ENXIO;
 657         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 658                 goto out;
 659
 660         /* the loop device has to be read-only */
 661         error = -EINVAL;
 662         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 663                 goto out;
 664
 665         error = -EBADF;
 666         file = fget(arg);
 667         if (!file)
 668                 goto out;
 669
 670         inode = file->f_mapping->host;
 671         old_file = lo->lo_backing_file;
 672
 673         error = -EINVAL;
 674
 675         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 676                 goto out_putf;
 677
 678         /* size of the new backing store needs to be the same */
 679         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 680                 goto out_putf;
 681
 682         /* and ... switch */
 683         error = loop_switch(lo, file);
 684         if (error)
 685                 goto out_putf;
 686
 687         fput(old_file);
 688         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 689                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 690         return 0;
 691
 692  out_putf:
 693         fput(file);
 694  out:
 695         return error;
 696 }
 697
 698 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 699 {
 700         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 701
 702         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 703 }
 704
 705 /* loop sysfs attributes */
 706
 707 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 708                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 709 {
 710         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 711         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 712
 713         return callback(lo, page);
 714 }
 715
 716 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 717 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 718 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 719                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 720 {                                                                       \
 721         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 722 }                                                                       \
 723 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 724         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 725
 726 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 727 {
 728         ssize_t ret;
 729         char *p = NULL;
 730
 731         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 732         if (lo->lo_backing_file)
 733                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 734         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 735
 736         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 737                 ret = PTR_ERR(p);
 738         else {
 739                 ret = strlen(p);
 740                 memmove(buf, p, ret);
 741                 buf[ret++] = '\n';
 742                 buf[ret] = 0;
 743         }
 744
 745         return ret;
 746 }
 747
 748 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 749 {
 750         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 751 }
 752
 753 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 754 {
 755         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 756 }
 757
 758 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 759 {
 760         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 761
 762         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 763 }
 764
 765 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 766 {
 767         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 768
 769         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 770 }
 771
 772 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 773 {
 774         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 775
 776         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 777 }
 778
 779 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 780 LOOP_ATTR_RO(offset);
 781 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 782 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 783 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 784 LOOP_ATTR_RO(dio);
 785
 786 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 787         &loop_attr_backing_file.attr,
 788         &loop_attr_offset.attr,
 789         &loop_attr_sizelimit.attr,
 790         &loop_attr_autoclear.attr,
 791         &loop_attr_partscan.attr,
 792         &loop_attr_dio.attr,
 793         NULL,
 794 };
 795
 796 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 797         .name = "loop",
 798         .attrs= loop_attrs,
 799 };
 800
 801 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 802 {
 803         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 804                                   &loop_attribute_group);
 805 }
 806
 807 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 808 {
 809         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 810                            &loop_attribute_group);
 811 }
 812
 813 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 814 {
 815         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 816         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 817         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 818
 819         /*
 820          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 821          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 822          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 823          * useful information.
 824          */
 825         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 826             lo->lo_encrypt_key_size) {
 827                 q->limits.discard_granularity = 0;
 828                 q->limits.discard_alignment = 0;
 829                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 830                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, 0);
 831                 q->limits.discard_zeroes_data = 0;
 832                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 833                 return;
 834         }
 835
 836         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 837         q->limits.discard_alignment = 0;
 838         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 839         blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 840         q->limits.discard_zeroes_data = 1;
 841         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 842 }
 843
 844 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 845 {
 846         kthread_flush_worker(&lo->worker);
 847         kthread_stop(lo->worker_task);
 848 }
 849
 850 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 851 {
 852         kthread_init_worker(&lo->worker);
 853         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
 854                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 855         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 856                 return -ENOMEM;
 857         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 858         return 0;
 859 }
 860
 861 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 862                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 863 {
 864         struct file     *file, *f;
 865         struct inode    *inode;
 866         struct address_space *mapping;
 867         unsigned lo_blocksize;
 868         int             lo_flags = 0;
 869         int             error;
 870         loff_t          size;
 871
 872         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 873         __module_get(THIS_MODULE);
 874
 875         error = -EBADF;
 876         file = fget(arg);
 877         if (!file)
 878                 goto out;
 879
 880         error = -EBUSY;
 881         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 882                 goto out_putf;
 883
 884         /* Avoid recursion */
 885         f = file;
 886         while (is_loop_device(f)) {
 887                 struct loop_device *l;
 888
 889                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 890                         goto out_putf;
 891
 892                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 893                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 894                         error = -EINVAL;
 895                         goto out_putf;
 896                 }
 897                 f = l->lo_backing_file;
 898         }
 899
 900         mapping = file->f_mapping;
 901         inode = mapping->host;
 902
 903         error = -EINVAL;
 904         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 905                 goto out_putf;
 906
 907         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 908             !file->f_op->write_iter)
 909                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 910
 911         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 912                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 913
 914         error = -EFBIG;
 915         size = get_loop_size(lo, file);
 916         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 917                 goto out_putf;
 918         error = loop_prepare_queue(lo);
 919         if (error)
 920                 goto out_putf;
 921
 922         error = 0;
 923
 924         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 925
 926         lo->use_dio = false;
 927         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 928         lo->lo_device = bdev;
 929         lo->lo_flags = lo_flags;
 930         lo->lo_backing_file = file;
 931         lo->transfer = NULL;
 932         lo->ioctl = NULL;
 933         lo->lo_sizelimit = 0;
 934         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 935         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 936
 937         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 938                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
 939
 940         loop_update_dio(lo);
 941         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 942         bd_set_size(bdev, size << 9);
 943         loop_sysfs_init(lo);
 944         /* let user-space know about the new size */
 945         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 946
 947         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 948
 949         lo->lo_state = Lo_bound;
 950         if (part_shift)
 951                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 952         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 953                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 954
 955         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 956          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 957          */
 958         bdgrab(bdev);
 959         return 0;
 960
 961  out_putf:
 962         fput(file);
 963  out:
 964         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 965         module_put(THIS_MODULE);
 966         return error;
 967 }
 968
 969 static int
 970 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 971 {
 972         int err = 0;
 973         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 974
 975         if (xfer) {
 976                 if (xfer->release)
 977                         err = xfer->release(lo);
 978                 lo->transfer = NULL;
 979                 lo->lo_encryption = NULL;
 980                 module_put(xfer->owner);
 981         }
 982         return err;
 983 }
 984
 985 static int
 986 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 987                const struct loop_info64 *i)
 988 {
 989         int err = 0;
 990
 991         if (xfer) {
 992                 struct module *owner = xfer->owner;
 993
 994                 if (!try_module_get(owner))
 995                         return -EINVAL;
 996                 if (xfer->init)
 997                         err = xfer->init(lo, i);
 998                 if (err)
 999                         module_put(owner);
1000                 else
1001                         lo->lo_encryption = xfer;
1002         }
1003         return err;
1004 }
1005
1006 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1007 {
1008         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1009         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1010         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1011
1012         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1013                 return -ENXIO;
1014
1015         /*
1016          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1017          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1018          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1019          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1020          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1021          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1022          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1023          * command to fail with EBUSY.
1024          */
1025         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1026                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1027                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1028                 return 0;
1029         }
1030
1031         if (filp == NULL)
1032                 return -EINVAL;
1033
1034         /* freeze request queue during the transition */
1035         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1036
1037         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1038         lo->lo_state = Lo_rundown;
1039         lo->lo_backing_file = NULL;
1040         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1041
1042         loop_release_xfer(lo);
1043         lo->transfer = NULL;
1044         lo->ioctl = NULL;
1045         lo->lo_device = NULL;
1046         lo->lo_encryption = NULL;
1047         lo->lo_offset = 0;
1048         lo->lo_sizelimit = 0;
1049         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1050         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1051         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1052         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1053         if (bdev) {
1054                 bdput(bdev);
1055                 invalidate_bdev(bdev);
1056         }
1057         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1058         loop_sysfs_exit(lo);
1059         if (bdev) {
1060                 bd_set_size(bdev, 0);
1061                 /* let user-space know about this change */
1062                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1063         }
1064         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1065         lo->lo_state = Lo_unbound;
1066         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1067         module_put(THIS_MODULE);
1068         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1069
1070         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1071                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1072         lo->lo_flags = 0;
1073         if (!part_shift)
1074                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1075         loop_unprepare_queue(lo);
1076         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1077         /*
1078          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1079          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1080          * lock dependency possibility warning as fput can take
1081          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1082          */
1083         fput(filp);
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static int
1088 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1089 {
1090         int err;
1091         struct loop_func_table *xfer;
1092         kuid_t uid = current_uid();
1093
1094         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1095             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1096             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1097                 return -EPERM;
1098         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1099                 return -ENXIO;
1100         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1101                 return -EINVAL;
1102
1103         /* I/O need to be drained during transfer transition */
1104         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1105
1106         err = loop_release_xfer(lo);
1107         if (err)
1108                 goto exit;
1109
1110         if (info->lo_encrypt_type) {
1111                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1112
1113                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1114                         return -EINVAL;
1115                 xfer = xfer_funcs[type];
1116                 if (xfer == NULL)
1117                         return -EINVAL;
1118         } else
1119                 xfer = NULL;
1120
1121         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1122         if (err)
1123                 goto exit;
1124
1125         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1126             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit)
1127                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit)) {
1128                         err = -EFBIG;
1129                         goto exit;
1130                 }
1131
1132         loop_config_discard(lo);
1133
1134         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1135         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1136         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1137         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1138
1139         if (!xfer)
1140                 xfer = &none_funcs;
1141         lo->transfer = xfer->transfer;
1142         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1143
1144         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1145              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1146                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1147
1148         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1149         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1150         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1151         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1152                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1153                        info->lo_encrypt_key_size);
1154                 lo->lo_key_owner = uid;
1155         }
1156
1157         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1158         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1159
1160  exit:
1161         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1162
1163         if (!err && (info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1164              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1165                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1166                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1167                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1168         }
1169
1170         return err;
1171 }
1172
1173 static int
1174 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1175 {
1176         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1177         struct kstat stat;
1178         int error;
1179
1180         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1181                 return -ENXIO;
1182         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat,
1183                             STATX_INO, AT_STATX_SYNC_AS_STAT);
1184         if (error)
1185                 return error;
1186         memset(info, 0, sizeof(*info));
1187         info->lo_number = lo->lo_number;
1188         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1189         info->lo_inode = stat.ino;
1190         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1191         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1192         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1193         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1194         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1195         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1196         info->lo_encrypt_type =
1197                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1198         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1199                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1200                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1201                        lo->lo_encrypt_key_size);
1202         }
1203         return 0;
1204 }
1205
1206 static void
1207 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1208 {
1209         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1210         info64->lo_number = info->lo_number;
1211         info64->lo_device = info->lo_device;
1212         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1213         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1214         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1215         info64->lo_sizelimit = 0;
1216         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1217         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1218         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1219         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1220         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1221         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1222                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1223         else
1224                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1225         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1226 }
1227
1228 static int
1229 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1230 {
1231         memset(info, 0, sizeof(*info));
1232         info->lo_number = info64->lo_number;
1233         info->lo_device = info64->lo_device;
1234         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1235         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1236         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1237         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1238         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1239         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1240         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1241         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1242         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1243                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1244         else
1245                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1246         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1247
1248         /* error in case values were truncated */
1249         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1250             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1251             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1252             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1253                 return -EOVERFLOW;
1254
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 static int
1259 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1260 {
1261         struct loop_info info;
1262         struct loop_info64 info64;
1263
1264         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1265                 return -EFAULT;
1266         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1267         return loop_set_status(lo, &info64);
1268 }
1269
1270 static int
1271 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1272 {
1273         struct loop_info64 info64;
1274
1275         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1276                 return -EFAULT;
1277         return loop_set_status(lo, &info64);
1278 }
1279
1280 static int
1281 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1282         struct loop_info info;
1283         struct loop_info64 info64;
1284         int err = 0;
1285
1286         if (!arg)
1287                 err = -EINVAL;
1288         if (!err)
1289                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1290         if (!err)
1291                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1292         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1293                 err = -EFAULT;
1294
1295         return err;
1296 }
1297
1298 static int
1299 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1300         struct loop_info64 info64;
1301         int err = 0;
1302
1303         if (!arg)
1304                 err = -EINVAL;
1305         if (!err)
1306                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1307         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1308                 err = -EFAULT;
1309
1310         return err;
1311 }
1312
1313 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1314 {
1315         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1316                 return -ENXIO;
1317
1318         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1319 }
1320
1321 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1322 {
1323         int error = -ENXIO;
1324         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1325                 goto out;
1326
1327         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1328         if (lo->use_dio == !!arg)
1329                 return 0;
1330         error = -EINVAL;
1331  out:
1332         return error;
1333 }
1334
1335 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1336         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1337 {
1338         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1339         int err;
1340
1341         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1342         switch (cmd) {
1343         case LOOP_SET_FD:
1344                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1345                 break;
1346         case LOOP_CHANGE_FD:
1347                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1348                 break;
1349         case LOOP_CLR_FD:
1350                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1351                 err = loop_clr_fd(lo);
1352                 if (!err)
1353                         goto out_unlocked;
1354                 break;
1355         case LOOP_SET_STATUS:
1356                 err = -EPERM;
1357                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1358                         err = loop_set_status_old(lo,
1359                                         (struct loop_info __user *)arg);
1360                 break;
1361         case LOOP_GET_STATUS:
1362                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1363                 break;
1364         case LOOP_SET_STATUS64:
1365                 err = -EPERM;
1366                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1367                         err = loop_set_status64(lo,
1368                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1369                 break;
1370         case LOOP_GET_STATUS64:
1371                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1372                 break;
1373         case LOOP_SET_CAPACITY:
1374                 err = -EPERM;
1375                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1376                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1377                 break;
1378         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1379                 err = -EPERM;
1380                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1381                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1382                 break;
1383         default:
1384                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1385         }
1386         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1387
1388 out_unlocked:
1389         return err;
1390 }
1391
1392 #ifdef CONFIG_COMPAT
1393 struct compat_loop_info {
1394         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1395         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1396         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1397         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1398         compat_int_t    lo_offset;
1399         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1400         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1401         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1402         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1403         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1404         compat_ulong_t  lo_init[2];
1405         char            reserved[4];
1406 };
1407
1408 /*
1409  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1410  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1411  */
1412 static noinline int
1413 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1414                         struct loop_info64 *info64)
1415 {
1416         struct compat_loop_info info;
1417
1418         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1419                 return -EFAULT;
1420
1421         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1422         info64->lo_number = info.lo_number;
1423         info64->lo_device = info.lo_device;
1424         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1425         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1426         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1427         info64->lo_sizelimit = 0;
1428         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1429         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1430         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1431         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1432         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1433         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1434                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1435         else
1436                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1437         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1443  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1444  */
1445 static noinline int
1446 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1447                       struct compat_loop_info __user *arg)
1448 {
1449         struct compat_loop_info info;
1450
1451         memset(&info, 0, sizeof(info));
1452         info.lo_number = info64->lo_number;
1453         info.lo_device = info64->lo_device;
1454         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1455         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1456         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1457         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1458         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1459         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1460         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1461         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1462         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1463                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1464         else
1465                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1466         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1467
1468         /* error in case values were truncated */
1469         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1470             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1471             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1472             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1473             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1474             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1475                 return -EOVERFLOW;
1476
1477         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1478                 return -EFAULT;
1479         return 0;
1480 }
1481
1482 static int
1483 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1484                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1485 {
1486         struct loop_info64 info64;
1487         int ret;
1488
1489         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1490         if (ret < 0)
1491                 return ret;
1492         return loop_set_status(lo, &info64);
1493 }
1494
1495 static int
1496 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1497                        struct compat_loop_info __user *arg)
1498 {
1499         struct loop_info64 info64;
1500         int err = 0;
1501
1502         if (!arg)
1503                 err = -EINVAL;
1504         if (!err)
1505                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1506         if (!err)
1507                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1508         return err;
1509 }
1510
1511 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1512                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1513 {
1514         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1515         int err;
1516
1517         switch(cmd) {
1518         case LOOP_SET_STATUS:
1519                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1520                 err = loop_set_status_compat(
1521                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1522                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1523                 break;
1524         case LOOP_GET_STATUS:
1525                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1526                 err = loop_get_status_compat(
1527                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1528                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1529                 break;
1530         case LOOP_SET_CAPACITY:
1531         case LOOP_CLR_FD:
1532         case LOOP_GET_STATUS64:
1533         case LOOP_SET_STATUS64:
1534                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1535         case LOOP_SET_FD:
1536         case LOOP_CHANGE_FD:
1537                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1538                 break;
1539         default:
1540                 err = -ENOIOCTLCMD;
1541                 break;
1542         }
1543         return err;
1544 }
1545 #endif
1546
1547 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1548 {
1549         struct loop_device *lo;
1550         int err = 0;
1551
1552         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1553         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1554         if (!lo) {
1555                 err = -ENXIO;
1556                 goto out;
1557         }
1558
1559         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1560 out:
1561         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1562         return err;
1563 }
1564
1565 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1566 {
1567         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1568         int err;
1569
1570         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1571                 return;
1572
1573         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1574         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1575                 /*
1576                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1577                  * and remove configuration after last close.
1578                  */
1579                 err = loop_clr_fd(lo);
1580                 if (!err)
1581                         return;
1582         } else {
1583                 /*
1584                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1585                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1586                  */
1587                 loop_flush(lo);
1588         }
1589
1590         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1591 }
1592
1593 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1594         .owner =        THIS_MODULE,
1595         .open =         lo_open,
1596         .release =      lo_release,
1597         .ioctl =        lo_ioctl,
1598 #ifdef CONFIG_COMPAT
1599         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1600 #endif
1601 };
1602
1603 /*
1604  * And now the modules code and kernel interface.
1605  */
1606 static int max_loop;
1607 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1608 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1609 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1610 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1611 MODULE_LICENSE("GPL");
1612 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1613
1614 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1615 {
1616         unsigned int n = funcs->number;
1617
1618         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1619                 return -EINVAL;
1620         xfer_funcs[n] = funcs;
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1625 {
1626         struct loop_device *lo = ptr;
1627         struct loop_func_table *xfer = data;
1628
1629         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1630         if (lo->lo_encryption == xfer)
1631                 loop_release_xfer(lo);
1632         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1633         return 0;
1634 }
1635
1636 int loop_unregister_transfer(int number)
1637 {
1638         unsigned int n = number;
1639         struct loop_func_table *xfer;
1640
1641         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1642                 return -EINVAL;
1643
1644         xfer_funcs[n] = NULL;
1645         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1646         return 0;
1647 }
1648
1649 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1650 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1651
1652 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1653                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1654 {
1655         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1656         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1657
1658         blk_mq_start_request(bd->rq);
1659
1660         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1661                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
1662
1663         switch (req_op(cmd->rq)) {
1664         case REQ_OP_FLUSH:
1665         case REQ_OP_DISCARD:
1666         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1667                 cmd->use_aio = false;
1668                 break;
1669         default:
1670                 cmd->use_aio = lo->use_dio;
1671                 break;
1672         }
1673
1674         kthread_queue_work(&lo->worker, &cmd->work);
1675
1676         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1677 }
1678
1679 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1680 {
1681         const bool write = op_is_write(req_op(cmd->rq));
1682         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1683         int ret = 0;
1684
1685         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1686                 ret = -EIO;
1687                 goto failed;
1688         }
1689
1690         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1691  failed:
1692         /* complete non-aio request */
1693         if (!cmd->use_aio || ret)
1694                 blk_mq_complete_request(cmd->rq, ret ? -EIO : 0);
1695 }
1696
1697 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1698 {
1699         struct loop_cmd *cmd =
1700                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1701
1702         loop_handle_cmd(cmd);
1703 }
1704
1705 static int loop_init_request(void *data, struct request *rq,
1706                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
1707                 unsigned int numa_node)
1708 {
1709         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1710
1711         cmd->rq = rq;
1712         kthread_init_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1713
1714         return 0;
1715 }
1716
1717 static const struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1718         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1719         .init_request   = loop_init_request,
1720 };
1721
1722 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1723 {
1724         struct loop_device *lo;
1725         struct gendisk *disk;
1726         int err;
1727
1728         err = -ENOMEM;
1729         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1730         if (!lo)
1731                 goto out;
1732
1733         lo->lo_state = Lo_unbound;
1734
1735         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1736         if (i >= 0) {
1737                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1738                 if (err == -ENOSPC)
1739                         err = -EEXIST;
1740         } else {
1741                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1742         }
1743         if (err < 0)
1744                 goto out_free_dev;
1745         i = err;
1746
1747         err = -ENOMEM;
1748         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1749         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1750         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1751         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1752         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1753         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1754         lo->tag_set.driver_data = lo;
1755
1756         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1757         if (err)
1758                 goto out_free_idr;
1759
1760         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1761         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1762                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1763                 goto out_cleanup_tags;
1764         }
1765         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1766
1767         /*
1768          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1769          * submitted to backing file is handled page by page.
1770          */
1771         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1772
1773         err = -ENOMEM;
1774         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1775         if (!disk)
1776                 goto out_free_queue;
1777
1778         /*
1779          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1780          * scanning can be requested individually per-device during its
1781          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1782          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1783          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1784          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1785          * used.
1786          *
1787          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1788          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1789          * multiples of max_part.
1790          *
1791          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1792          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1793          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1794          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1795          */
1796         if (!part_shift)
1797                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1798         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1799         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1800         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1801         lo->lo_number           = i;
1802         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1803         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1804         disk->first_minor       = i << part_shift;
1805         disk->fops              = &lo_fops;
1806         disk->private_data      = lo;
1807         disk->queue             = lo->lo_queue;
1808         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1809         add_disk(disk);
1810         *l = lo;
1811         return lo->lo_number;
1812
1813 out_free_queue:
1814         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1815 out_cleanup_tags:
1816         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1817 out_free_idr:
1818         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1819 out_free_dev:
1820         kfree(lo);
1821 out:
1822         return err;
1823 }
1824
1825 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1826 {
1827         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1828         del_gendisk(lo->lo_disk);
1829         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1830         put_disk(lo->lo_disk);
1831         kfree(lo);
1832 }
1833
1834 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1835 {
1836         struct loop_device *lo = ptr;
1837         struct loop_device **l = data;
1838
1839         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1840                 *l = lo;
1841                 return 1;
1842         }
1843         return 0;
1844 }
1845
1846 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1847 {
1848         struct loop_device *lo;
1849         int ret = -ENODEV;
1850
1851         if (i < 0) {
1852                 int err;
1853
1854                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1855                 if (err == 1) {
1856                         *l = lo;
1857                         ret = lo->lo_number;
1858                 }
1859                 goto out;
1860         }
1861
1862         /* lookup and return a specific i */
1863         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1864         if (lo) {
1865                 *l = lo;
1866                 ret = lo->lo_number;
1867         }
1868 out:
1869         return ret;
1870 }
1871
1872 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1873 {
1874         struct loop_device *lo;
1875         struct kobject *kobj;
1876         int err;
1877
1878         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1879         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1880         if (err < 0)
1881                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1882         if (err < 0)
1883                 kobj = NULL;
1884         else
1885                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1886         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1887
1888         *part = 0;
1889         return kobj;
1890 }
1891
1892 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1893                                unsigned long parm)
1894 {
1895         struct loop_device *lo;
1896         int ret = -ENOSYS;
1897
1898         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1899         switch (cmd) {
1900         case LOOP_CTL_ADD:
1901                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1902                 if (ret >= 0) {
1903                         ret = -EEXIST;
1904                         break;
1905                 }
1906                 ret = loop_add(&lo, parm);
1907                 break;
1908         case LOOP_CTL_REMOVE:
1909                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1910                 if (ret < 0)
1911                         break;
1912                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1913                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1914                         ret = -EBUSY;
1915                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1916                         break;
1917                 }
1918                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1919                         ret = -EBUSY;
1920                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1921                         break;
1922                 }
1923                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1924                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1925                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1926                 loop_remove(lo);
1927                 break;
1928         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1929                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1930                 if (ret >= 0)
1931                         break;
1932                 ret = loop_add(&lo, -1);
1933         }
1934         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1935
1936         return ret;
1937 }
1938
1939 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1940         .open           = nonseekable_open,
1941         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1942         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1943         .owner          = THIS_MODULE,
1944         .llseek         = noop_llseek,
1945 };
1946
1947 static struct miscdevice loop_misc = {
1948         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1949         .name           = "loop-control",
1950         .fops           = &loop_ctl_fops,
1951 };
1952
1953 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1954 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1955
1956 static int __init loop_init(void)
1957 {
1958         int i, nr;
1959         unsigned long range;
1960         struct loop_device *lo;
1961         int err;
1962
1963         err = misc_register(&loop_misc);
1964         if (err < 0)
1965                 return err;
1966
1967         part_shift = 0;
1968         if (max_part > 0) {
1969                 part_shift = fls(max_part);
1970
1971                 /*
1972                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1973                  * to user space so that user can decide correct minor number
1974                  * if [s]he want to create more devices.
1975                  *
1976                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1977                  * for the whole disk.
1978                  */
1979                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1980         }
1981
1982         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1983                 err = -EINVAL;
1984                 goto misc_out;
1985         }
1986
1987         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1988                 err = -EINVAL;
1989                 goto misc_out;
1990         }
1991
1992         /*
1993          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
1994          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
1995          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
1996          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
1997          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
1998          * a 'dead' device node.
1999          */
2000         if (max_loop) {
2001                 nr = max_loop;
2002                 range = max_loop << part_shift;
2003         } else {
2004                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
2005                 range = 1UL << MINORBITS;
2006         }
2007
2008         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
2009                 err = -EIO;
2010                 goto misc_out;
2011         }
2012
2013         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2014                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2015
2016         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2017         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2018         for (i = 0; i < nr; i++)
2019                 loop_add(&lo, i);
2020         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2021
2022         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2023         return 0;
2024
2025 misc_out:
2026         misc_deregister(&loop_misc);
2027         return err;
2028 }
2029
2030 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2031 {
2032         struct loop_device *lo = ptr;
2033
2034         loop_remove(lo);
2035         return 0;
2036 }
2037
2038 static void __exit loop_exit(void)
2039 {
2040         unsigned long range;
2041
2042         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2043
2044         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2045         idr_destroy(&loop_index_idr);
2046
2047         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2048         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2049
2050         misc_deregister(&loop_misc);
2051 }
2052
2053 module_init(loop_init);
2054 module_exit(loop_exit);
2055
2056 #ifndef MODULE
2057 static int __init max_loop_setup(char *str)
2058 {
2059         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2060         return 1;
2061 }
2062
2063 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2064 #endif