kernel/drivers/block/loop.c

   1 /*
   2  *  linux/drivers/block/loop.c
   3  *
   4  *  Written by Theodore Ts'o, 3/29/93
   5  *
   6  * Copyright 1993 by Theodore Ts'o.  Redistribution of this file is
   7  * permitted under the GNU General Public License.
   8  *
   9  * DES encryption plus some minor changes by Werner Almesberger, 30-MAY-1993
  10  * more DES encryption plus IDEA encryption by Nicholas J. Leon, June 20, 1996
  11  *
  12  * Modularized and updated for 1.1.16 kernel - Mitch Dsouza 28th May 1994
  13  * Adapted for 1.3.59 kernel - Andries Brouwer, 1 Feb 1996
  14  *
  15  * Fixed do_loop_request() re-entrancy - Vincent.Renardias@waw.com Mar 20, 1997
  16  *
  17  * Added devfs support - Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au> 16-Jan-1998
  18  *
  19  * Handle sparse backing files correctly - Kenn Humborg, Jun 28, 1998
  20  *
  21  * Loadable modules and other fixes by AK, 1998
  22  *
  23  * Make real block number available to downstream transfer functions, enables
  24  * CBC (and relatives) mode encryption requiring unique IVs per data block.
  25  * Reed H. Petty, rhp@draper.net
  26  *
  27  * Maximum number of loop devices now dynamic via max_loop module parameter.
  28  * Russell Kroll <rkroll@exploits.org> 19990701
  29  *
  30  * Maximum number of loop devices when compiled-in now selectable by passing
  31  * max_loop=<1-255> to the kernel on boot.
  32  * Erik I. Bolsø, <eriki@himolde.no>, Oct 31, 1999
  33  *
  34  * Completely rewrite request handling to be make_request_fn style and
  35  * non blocking, pushing work to a helper thread. Lots of fixes from
  36  * Al Viro too.
  37  * Jens Axboe <axboe@suse.de>, Nov 2000
  38  *
  39  * Support up to 256 loop devices
  40  * Heinz Mauelshagen <mge@sistina.com>, Feb 2002
  41  *
  42  * Support for falling back on the write file operation when the address space
  43  * operations write_begin is not available on the backing filesystem.
  44  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  45  *
  46  * Still To Fix:
  47  * - Advisory locking is ignored here.
  48  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  49  *
  50  */
  51
  52 #include <linux/module.h>
  53 #include <linux/moduleparam.h>
  54 #include <linux/sched.h>
  55 #include <linux/fs.h>
  56 #include <linux/file.h>
  57 #include <linux/stat.h>
  58 #include <linux/errno.h>
  59 #include <linux/major.h>
  60 #include <linux/wait.h>
  61 #include <linux/blkdev.h>
  62 #include <linux/blkpg.h>
  63 #include <linux/init.h>
  64 #include <linux/swap.h>
  65 #include <linux/slab.h>
  66 #include <linux/compat.h>
  67 #include <linux/suspend.h>
  68 #include <linux/freezer.h>
  69 #include <linux/mutex.h>
  70 #include <linux/writeback.h>
  71 #include <linux/completion.h>
  72 #include <linux/highmem.h>
  73 #include <linux/kthread.h>
  74 #include <linux/splice.h>
  75 #include <linux/sysfs.h>
  76 #include <linux/miscdevice.h>
  77 #include <linux/falloc.h>
  78 #include <linux/uio.h>
  79 #include "loop.h"
  80
  81 #include <asm/uaccess.h>
  82
  83 static DEFINE_IDR(loop_index_idr);
  84 static DEFINE_MUTEX(loop_index_mutex);
  85
  86 static int max_part;
  87 static int part_shift;
  88
  89 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
  90                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
  91                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
  92                         int size, sector_t real_block)
  93 {
  94         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page) + raw_off;
  95         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page) + loop_off;
  96         char *in, *out, *key;
  97         int i, keysize;
  98
  99         if (cmd == READ) {
 100                 in = raw_buf;
 101                 out = loop_buf;
 102         } else {
 103                 in = loop_buf;
 104                 out = raw_buf;
 105         }
 106
 107         key = lo->lo_encrypt_key;
 108         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 109         for (i = 0; i < size; i++)
 110                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 111
 112         kunmap_atomic(loop_buf);
 113         kunmap_atomic(raw_buf);
 114         cond_resched();
 115         return 0;
 116 }
 117
 118 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 119 {
 120         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 121                 return -EINVAL;
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 static struct loop_func_table none_funcs = {
 126         .number = LO_CRYPT_NONE,
 127 };
 128
 129 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 130         .number = LO_CRYPT_XOR,
 131         .transfer = transfer_xor,
 132         .init = xor_init
 133 };
 134
 135 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 136 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 137         &none_funcs,
 138         &xor_funcs
 139 };
 140
 141 static loff_t get_size(loff_t offset, loff_t sizelimit, struct file *file)
 142 {
 143         loff_t loopsize;
 144
 145         /* Compute loopsize in bytes */
 146         loopsize = i_size_read(file->f_mapping->host);
 147         if (offset > 0)
 148                 loopsize -= offset;
 149         /* offset is beyond i_size, weird but possible */
 150         if (loopsize < 0)
 151                 return 0;
 152
 153         if (sizelimit > 0 && sizelimit < loopsize)
 154                 loopsize = sizelimit;
 155         /*
 156          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 157          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 158          */
 159         return loopsize >> 9;
 160 }
 161
 162 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 163 {
 164         return get_size(lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit, file);
 165 }
 166
 167 static void __loop_update_dio(struct loop_device *lo, bool dio)
 168 {
 169         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 170         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 171         struct inode *inode = mapping->host;
 172         unsigned short sb_bsize = 0;
 173         unsigned dio_align = 0;
 174         bool use_dio;
 175
 176         if (inode->i_sb->s_bdev) {
 177                 sb_bsize = bdev_logical_block_size(inode->i_sb->s_bdev);
 178                 dio_align = sb_bsize - 1;
 179         }
 180
 181         /*
 182          * We support direct I/O only if lo_offset is aligned with the
 183          * logical I/O size of backing device, and the logical block
 184          * size of loop is bigger than the backing device's and the loop
 185          * needn't transform transfer.
 186          *
 187          * TODO: the above condition may be loosed in the future, and
 188          * direct I/O may be switched runtime at that time because most
 189          * of requests in sane appplications should be PAGE_SIZE algined
 190          */
 191         if (dio) {
 192                 if (queue_logical_block_size(lo->lo_queue) >= sb_bsize &&
 193                                 !(lo->lo_offset & dio_align) &&
 194                                 mapping->a_ops->direct_IO &&
 195                                 !lo->transfer)
 196                         use_dio = true;
 197                 else
 198                         use_dio = false;
 199         } else {
 200                 use_dio = false;
 201         }
 202
 203         if (lo->use_dio == use_dio)
 204                 return;
 205
 206         /* flush dirty pages before changing direct IO */
 207         vfs_fsync(file, 0);
 208
 209         /*
 210          * The flag of LO_FLAGS_DIRECT_IO is handled similarly with
 211          * LO_FLAGS_READ_ONLY, both are set from kernel, and losetup
 212          * will get updated by ioctl(LOOP_GET_STATUS)
 213          */
 214         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 215         lo->use_dio = use_dio;
 216         if (use_dio)
 217                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 218         else
 219                 lo->lo_flags &= ~LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 220         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 221 }
 222
 223 static int
 224 figure_loop_size(struct loop_device *lo, loff_t offset, loff_t sizelimit)
 225 {
 226         loff_t size = get_size(offset, sizelimit, lo->lo_backing_file);
 227         sector_t x = (sector_t)size;
 228         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
 229
 230         if (unlikely((loff_t)x != size))
 231                 return -EFBIG;
 232         if (lo->lo_offset != offset)
 233                 lo->lo_offset = offset;
 234         if (lo->lo_sizelimit != sizelimit)
 235                 lo->lo_sizelimit = sizelimit;
 236         set_capacity(lo->lo_disk, x);
 237         bd_set_size(bdev, (loff_t)get_capacity(bdev->bd_disk) << 9);
 238         /* let user-space know about the new size */
 239         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 static inline int
 244 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 245                struct page *rpage, unsigned roffs,
 246                struct page *lpage, unsigned loffs,
 247                int size, sector_t rblock)
 248 {
 249         int ret;
 250
 251         ret = lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 252         if (likely(!ret))
 253                 return 0;
 254
 255         printk_ratelimited(KERN_ERR
 256                 "loop: Transfer error at byte offset %llu, length %i.\n",
 257                 (unsigned long long)rblock << 9, size);
 258         return ret;
 259 }
 260
 261 static int lo_write_bvec(struct file *file, struct bio_vec *bvec, loff_t *ppos)
 262 {
 263         struct iov_iter i;
 264         ssize_t bw;
 265
 266         iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, bvec, 1, bvec->bv_len);
 267
 268         file_start_write(file);
 269         bw = vfs_iter_write(file, &i, ppos);
 270         file_end_write(file);
 271
 272         if (likely(bw ==  bvec->bv_len))
 273                 return 0;
 274
 275         printk_ratelimited(KERN_ERR
 276                 "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 277                 (unsigned long long)*ppos, bvec->bv_len);
 278         if (bw >= 0)
 279                 bw = -EIO;
 280         return bw;
 281 }
 282
 283 static int lo_write_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 284                 loff_t pos)
 285 {
 286         struct bio_vec bvec;
 287         struct req_iterator iter;
 288         int ret = 0;
 289
 290         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 291                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &bvec, &pos);
 292                 if (ret < 0)
 293                         break;
 294                 cond_resched();
 295         }
 296
 297         return ret;
 298 }
 299
 300 /*
 301  * This is the slow, transforming version that needs to double buffer the
 302  * data as it cannot do the transformations in place without having direct
 303  * access to the destination pages of the backing file.
 304  */
 305 static int lo_write_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 306                 loff_t pos)
 307 {
 308         struct bio_vec bvec, b;
 309         struct req_iterator iter;
 310         struct page *page;
 311         int ret = 0;
 312
 313         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 314         if (unlikely(!page))
 315                 return -ENOMEM;
 316
 317         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 318                 ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec.bv_page,
 319                         bvec.bv_offset, bvec.bv_len, pos >> 9);
 320                 if (unlikely(ret))
 321                         break;
 322
 323                 b.bv_page = page;
 324                 b.bv_offset = 0;
 325                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 326                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &b, &pos);
 327                 if (ret < 0)
 328                         break;
 329         }
 330
 331         __free_page(page);
 332         return ret;
 333 }
 334
 335 static int lo_read_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 336                 loff_t pos)
 337 {
 338         struct bio_vec bvec;
 339         struct req_iterator iter;
 340         struct iov_iter i;
 341         ssize_t len;
 342
 343         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 344                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &bvec, 1, bvec.bv_len);
 345                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
 346                 if (len < 0)
 347                         return len;
 348
 349                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 350
 351                 if (len != bvec.bv_len) {
 352                         struct bio *bio;
 353
 354                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 355                                 zero_fill_bio(bio);
 356                         break;
 357                 }
 358                 cond_resched();
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 static int lo_read_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 365                 loff_t pos)
 366 {
 367         struct bio_vec bvec, b;
 368         struct req_iterator iter;
 369         struct iov_iter i;
 370         struct page *page;
 371         ssize_t len;
 372         int ret = 0;
 373
 374         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 375         if (unlikely(!page))
 376                 return -ENOMEM;
 377
 378         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 379                 loff_t offset = pos;
 380
 381                 b.bv_page = page;
 382                 b.bv_offset = 0;
 383                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 384
 385                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &b, 1, b.bv_len);
 386                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
 387                 if (len < 0) {
 388                         ret = len;
 389                         goto out_free_page;
 390                 }
 391
 392                 ret = lo_do_transfer(lo, READ, page, 0, bvec.bv_page,
 393                         bvec.bv_offset, len, offset >> 9);
 394                 if (ret)
 395                         goto out_free_page;
 396
 397                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 398
 399                 if (len != bvec.bv_len) {
 400                         struct bio *bio;
 401
 402                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 403                                 zero_fill_bio(bio);
 404                         break;
 405                 }
 406         }
 407
 408         ret = 0;
 409 out_free_page:
 410         __free_page(page);
 411         return ret;
 412 }
 413
 414 static int lo_discard(struct loop_device *lo, struct request *rq, loff_t pos)
 415 {
 416         /*
 417          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 418          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 419          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 420          * useful information.
 421          */
 422         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 423         int mode = FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 424         int ret;
 425
 426         if ((!file->f_op->fallocate) || lo->lo_encrypt_key_size) {
 427                 ret = -EOPNOTSUPP;
 428                 goto out;
 429         }
 430
 431         ret = file->f_op->fallocate(file, mode, pos, blk_rq_bytes(rq));
 432         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL && ret != -EOPNOTSUPP))
 433                 ret = -EIO;
 434  out:
 435         return ret;
 436 }
 437
 438 static int lo_req_flush(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 439 {
 440         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 441         int ret = vfs_fsync(file, 0);
 442         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL))
 443                 ret = -EIO;
 444
 445         return ret;
 446 }
 447
 448 static inline void handle_partial_read(struct loop_cmd *cmd, long bytes)
 449 {
 450         if (bytes < 0 || (cmd->rq->cmd_flags & REQ_WRITE))
 451                 return;
 452
 453         if (unlikely(bytes < blk_rq_bytes(cmd->rq))) {
 454                 struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 455
 456                 bio_advance(bio, bytes);
 457                 zero_fill_bio(bio);
 458         }
 459 }
 460
 461 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 462 {
 463         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 464         struct request *rq = cmd->rq;
 465
 466         handle_partial_read(cmd, ret);
 467
 468         if (ret > 0)
 469                 ret = 0;
 470         else if (ret < 0)
 471                 ret = -EIO;
 472
 473         blk_mq_complete_request(rq, ret);
 474 }
 475
 476 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 477                      loff_t pos, bool rw)
 478 {
 479         struct iov_iter iter;
 480         struct bio_vec *bvec;
 481         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
 482         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 483         int ret;
 484
 485         /* nomerge for loop request queue */
 486         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
 487
 488         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 489         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
 490                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
 491
 492         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 493         cmd->iocb.ki_filp = file;
 494         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 495         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 496
 497         if (rw == WRITE)
 498                 ret = file->f_op->write_iter(&cmd->iocb, &iter);
 499         else
 500                 ret = file->f_op->read_iter(&cmd->iocb, &iter);
 501
 502         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 503                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 504         return 0;
 505 }
 506
 507
 508 static inline int lo_rw_simple(struct loop_device *lo,
 509                 struct request *rq, loff_t pos, bool rw)
 510 {
 511         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 512
 513         if (cmd->use_aio)
 514                 return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, rw);
 515
 516         /*
 517          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 518          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 519          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 520          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 521          * this in io submit style function which submits all segments
 522          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 523          * run flush_dcache_page().
 524          */
 525         if (rw == WRITE)
 526                 return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 527         else
 528                 return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 529 }
 530
 531 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 532 {
 533         loff_t pos;
 534         int ret;
 535
 536         pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 537
 538         if (rq->cmd_flags & REQ_WRITE) {
 539                 if (rq->cmd_flags & REQ_FLUSH)
 540                         ret = lo_req_flush(lo, rq);
 541                 else if (rq->cmd_flags & REQ_DISCARD)
 542                         ret = lo_discard(lo, rq, pos);
 543                 else if (lo->transfer)
 544                         ret = lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 545                 else
 546                         ret = lo_rw_simple(lo, rq, pos, WRITE);
 547
 548         } else {
 549                 if (lo->transfer)
 550                         ret = lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 551                 else
 552                         ret = lo_rw_simple(lo, rq, pos, READ);
 553         }
 554
 555         return ret;
 556 }
 557
 558 struct switch_request {
 559         struct file *file;
 560         struct completion wait;
 561 };
 562
 563 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 564 {
 565         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
 566                         lo->use_dio);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
 571  */
 572 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
 573 {
 574         struct file *file = p->file;
 575         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
 576         struct address_space *mapping;
 577
 578         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
 579         if (!file)
 580                 return;
 581
 582         mapping = file->f_mapping;
 583         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 584         lo->lo_backing_file = file;
 585         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
 586                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 587         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 588         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 589         loop_update_dio(lo);
 590 }
 591
 592 /*
 593  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
 594  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
 595  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
 596  */
 597 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
 598 {
 599         struct switch_request w;
 600
 601         w.file = file;
 602
 603         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
 604         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 605
 606         /* do the switch action */
 607         do_loop_switch(lo, &w);
 608
 609         /* unfreeze */
 610         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 611
 612         return 0;
 613 }
 614
 615 /*
 616  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
 617  */
 618 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
 619 {
 620         return loop_switch(lo, NULL);
 621 }
 622
 623 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
 624                                    struct block_device *bdev)
 625 {
 626         int rc;
 627
 628         /*
 629          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
 630          * acquire it if this function is called in such case.
 631          *
 632          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
 633          * must be at least one and it can only become zero when the
 634          * current holder is released.
 635          */
 636         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
 637                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
 638         else
 639                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
 640         if (rc)
 641                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 642                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 643 }
 644
 645 /*
 646  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 647  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 648  * the original file and in High Availability environments to switch to
 649  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 650  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 651  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 652  */
 653 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 654                           unsigned int arg)
 655 {
 656         struct file     *file, *old_file;
 657         struct inode    *inode;
 658         int             error;
 659
 660         error = -ENXIO;
 661         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 662                 goto out;
 663
 664         /* the loop device has to be read-only */
 665         error = -EINVAL;
 666         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 667                 goto out;
 668
 669         error = -EBADF;
 670         file = fget(arg);
 671         if (!file)
 672                 goto out;
 673
 674         inode = file->f_mapping->host;
 675         old_file = lo->lo_backing_file;
 676
 677         error = -EINVAL;
 678
 679         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 680                 goto out_putf;
 681
 682         /* size of the new backing store needs to be the same */
 683         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 684                 goto out_putf;
 685
 686         /* and ... switch */
 687         error = loop_switch(lo, file);
 688         if (error)
 689                 goto out_putf;
 690
 691         fput(old_file);
 692         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 693                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 694         return 0;
 695
 696  out_putf:
 697         fput(file);
 698  out:
 699         return error;
 700 }
 701
 702 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 703 {
 704         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 705
 706         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
 707 }
 708
 709 /* loop sysfs attributes */
 710
 711 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 712                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 713 {
 714         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 715         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 716
 717         return callback(lo, page);
 718 }
 719
 720 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 721 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 722 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 723                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 724 {                                                                       \
 725         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 726 }                                                                       \
 727 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 728         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 729
 730 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 731 {
 732         ssize_t ret;
 733         char *p = NULL;
 734
 735         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 736         if (lo->lo_backing_file)
 737                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 738         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 739
 740         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 741                 ret = PTR_ERR(p);
 742         else {
 743                 ret = strlen(p);
 744                 memmove(buf, p, ret);
 745                 buf[ret++] = '\n';
 746                 buf[ret] = 0;
 747         }
 748
 749         return ret;
 750 }
 751
 752 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 753 {
 754         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 755 }
 756
 757 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 758 {
 759         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 760 }
 761
 762 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 763 {
 764         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 765
 766         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 767 }
 768
 769 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 770 {
 771         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 772
 773         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 774 }
 775
 776 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 777 {
 778         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 779
 780         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 781 }
 782
 783 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 784 LOOP_ATTR_RO(offset);
 785 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 786 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 787 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 788 LOOP_ATTR_RO(dio);
 789
 790 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 791         &loop_attr_backing_file.attr,
 792         &loop_attr_offset.attr,
 793         &loop_attr_sizelimit.attr,
 794         &loop_attr_autoclear.attr,
 795         &loop_attr_partscan.attr,
 796         &loop_attr_dio.attr,
 797         NULL,
 798 };
 799
 800 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 801         .name = "loop",
 802         .attrs= loop_attrs,
 803 };
 804
 805 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 806 {
 807         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 808                                   &loop_attribute_group);
 809 }
 810
 811 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 812 {
 813         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 814                            &loop_attribute_group);
 815 }
 816
 817 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 818 {
 819         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 820         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 821         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 822
 823         /*
 824          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 825          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 826          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 827          * useful information.
 828          */
 829         if ((!file->f_op->fallocate) ||
 830             lo->lo_encrypt_key_size) {
 831                 q->limits.discard_granularity = 0;
 832                 q->limits.discard_alignment = 0;
 833                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 834                 q->limits.discard_zeroes_data = 0;
 835                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 836                 return;
 837         }
 838
 839         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
 840         q->limits.discard_alignment = 0;
 841         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> 9);
 842         q->limits.discard_zeroes_data = 1;
 843         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 844 }
 845
 846 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
 847 {
 848         flush_kthread_worker(&lo->worker);
 849         kthread_stop(lo->worker_task);
 850 }
 851
 852 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
 853 {
 854         init_kthread_worker(&lo->worker);
 855         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
 856                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
 857         if (IS_ERR(lo->worker_task))
 858                 return -ENOMEM;
 859         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
 860         return 0;
 861 }
 862
 863 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
 864                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
 865 {
 866         struct file     *file, *f;
 867         struct inode    *inode;
 868         struct address_space *mapping;
 869         unsigned lo_blocksize;
 870         int             lo_flags = 0;
 871         int             error;
 872         loff_t          size;
 873
 874         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
 875         __module_get(THIS_MODULE);
 876
 877         error = -EBADF;
 878         file = fget(arg);
 879         if (!file)
 880                 goto out;
 881
 882         error = -EBUSY;
 883         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 884                 goto out_putf;
 885
 886         /* Avoid recursion */
 887         f = file;
 888         while (is_loop_device(f)) {
 889                 struct loop_device *l;
 890
 891                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
 892                         goto out_putf;
 893
 894                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
 895                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
 896                         error = -EINVAL;
 897                         goto out_putf;
 898                 }
 899                 f = l->lo_backing_file;
 900         }
 901
 902         mapping = file->f_mapping;
 903         inode = mapping->host;
 904
 905         error = -EINVAL;
 906         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 907                 goto out_putf;
 908
 909         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
 910             !file->f_op->write_iter)
 911                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 912
 913         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
 914                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
 915
 916         error = -EFBIG;
 917         size = get_loop_size(lo, file);
 918         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
 919                 goto out_putf;
 920         error = loop_prepare_queue(lo);
 921         if (error)
 922                 goto out_putf;
 923
 924         error = 0;
 925
 926         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 927
 928         lo->use_dio = false;
 929         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
 930         lo->lo_device = bdev;
 931         lo->lo_flags = lo_flags;
 932         lo->lo_backing_file = file;
 933         lo->transfer = NULL;
 934         lo->ioctl = NULL;
 935         lo->lo_sizelimit = 0;
 936         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 937         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 938
 939         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
 940                 blk_queue_flush(lo->lo_queue, REQ_FLUSH);
 941
 942         loop_update_dio(lo);
 943         set_capacity(lo->lo_disk, size);
 944         bd_set_size(bdev, size << 9);
 945         loop_sysfs_init(lo);
 946         /* let user-space know about the new size */
 947         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 948
 949         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
 950
 951         lo->lo_state = Lo_bound;
 952         if (part_shift)
 953                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
 954         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
 955                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
 956
 957         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
 958          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
 959          */
 960         bdgrab(bdev);
 961         return 0;
 962
 963  out_putf:
 964         fput(file);
 965  out:
 966         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 967         module_put(THIS_MODULE);
 968         return error;
 969 }
 970
 971 static int
 972 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 973 {
 974         int err = 0;
 975         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
 976
 977         if (xfer) {
 978                 if (xfer->release)
 979                         err = xfer->release(lo);
 980                 lo->transfer = NULL;
 981                 lo->lo_encryption = NULL;
 982                 module_put(xfer->owner);
 983         }
 984         return err;
 985 }
 986
 987 static int
 988 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
 989                const struct loop_info64 *i)
 990 {
 991         int err = 0;
 992
 993         if (xfer) {
 994                 struct module *owner = xfer->owner;
 995
 996                 if (!try_module_get(owner))
 997                         return -EINVAL;
 998                 if (xfer->init)
 999                         err = xfer->init(lo, i);
1000                 if (err)
1001                         module_put(owner);
1002                 else
1003                         lo->lo_encryption = xfer;
1004         }
1005         return err;
1006 }
1007
1008 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1009 {
1010         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1011         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1012         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1013
1014         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1015                 return -ENXIO;
1016
1017         /*
1018          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1019          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1020          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1021          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1022          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1023          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1024          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1025          * command to fail with EBUSY.
1026          */
1027         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1028                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1029                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1030                 return 0;
1031         }
1032
1033         if (filp == NULL)
1034                 return -EINVAL;
1035
1036         /* freeze request queue during the transition */
1037         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1038
1039         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1040         lo->lo_state = Lo_rundown;
1041         lo->lo_backing_file = NULL;
1042         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1043
1044         loop_release_xfer(lo);
1045         lo->transfer = NULL;
1046         lo->ioctl = NULL;
1047         lo->lo_device = NULL;
1048         lo->lo_encryption = NULL;
1049         lo->lo_offset = 0;
1050         lo->lo_sizelimit = 0;
1051         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1052         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1053         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1054         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1055         if (bdev) {
1056                 bdput(bdev);
1057                 invalidate_bdev(bdev);
1058         }
1059         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1060         loop_sysfs_exit(lo);
1061         if (bdev) {
1062                 bd_set_size(bdev, 0);
1063                 /* let user-space know about this change */
1064                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1065         }
1066         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1067         lo->lo_state = Lo_unbound;
1068         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1069         module_put(THIS_MODULE);
1070         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1071
1072         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1073                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1074         lo->lo_flags = 0;
1075         if (!part_shift)
1076                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1077         loop_unprepare_queue(lo);
1078         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1079         /*
1080          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1081          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1082          * lock dependency possibility warning as fput can take
1083          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1084          */
1085         fput(filp);
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 static int
1090 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1091 {
1092         int err;
1093         struct loop_func_table *xfer;
1094         kuid_t uid = current_uid();
1095
1096         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1097             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1098             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1099                 return -EPERM;
1100         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1101                 return -ENXIO;
1102         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1103                 return -EINVAL;
1104
1105         err = loop_release_xfer(lo);
1106         if (err)
1107                 return err;
1108
1109         if (info->lo_encrypt_type) {
1110                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1111
1112                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1113                         return -EINVAL;
1114                 xfer = xfer_funcs[type];
1115                 if (xfer == NULL)
1116                         return -EINVAL;
1117         } else
1118                 xfer = NULL;
1119
1120         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1121         if (err)
1122                 return err;
1123
1124         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1125             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit)
1126                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit))
1127                         return -EFBIG;
1128
1129         loop_config_discard(lo);
1130
1131         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1132         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1133         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1134         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1135
1136         if (!xfer)
1137                 xfer = &none_funcs;
1138         lo->transfer = xfer->transfer;
1139         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1140
1141         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1142              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1143                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1144
1145         if ((info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1146              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1147                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1148                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1149                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1150         }
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         return 0;
1165 }
1166
1167 static int
1168 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1169 {
1170         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1171         struct kstat stat;
1172         int error;
1173
1174         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1175                 return -ENXIO;
1176         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat);
1177         if (error)
1178                 return error;
1179         memset(info, 0, sizeof(*info));
1180         info->lo_number = lo->lo_number;
1181         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1182         info->lo_inode = stat.ino;
1183         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1184         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1185         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1186         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1187         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1188         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1189         info->lo_encrypt_type =
1190                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1191         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1192                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1193                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1194                        lo->lo_encrypt_key_size);
1195         }
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 static void
1200 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1201 {
1202         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1203         info64->lo_number = info->lo_number;
1204         info64->lo_device = info->lo_device;
1205         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1206         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1207         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1208         info64->lo_sizelimit = 0;
1209         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1210         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1211         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1212         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1213         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1214         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1215                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1216         else
1217                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1218         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1219 }
1220
1221 static int
1222 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1223 {
1224         memset(info, 0, sizeof(*info));
1225         info->lo_number = info64->lo_number;
1226         info->lo_device = info64->lo_device;
1227         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1228         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1229         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1230         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1231         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1232         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1233         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1234         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1235         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1236                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1237         else
1238                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1239         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1240
1241         /* error in case values were truncated */
1242         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1243             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1244             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1245             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1246                 return -EOVERFLOW;
1247
1248         return 0;
1249 }
1250
1251 static int
1252 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1253 {
1254         struct loop_info info;
1255         struct loop_info64 info64;
1256
1257         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1258                 return -EFAULT;
1259         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1260         return loop_set_status(lo, &info64);
1261 }
1262
1263 static int
1264 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1265 {
1266         struct loop_info64 info64;
1267
1268         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1269                 return -EFAULT;
1270         return loop_set_status(lo, &info64);
1271 }
1272
1273 static int
1274 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1275         struct loop_info info;
1276         struct loop_info64 info64;
1277         int err = 0;
1278
1279         if (!arg)
1280                 err = -EINVAL;
1281         if (!err)
1282                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1283         if (!err)
1284                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1285         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1286                 err = -EFAULT;
1287
1288         return err;
1289 }
1290
1291 static int
1292 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1293         struct loop_info64 info64;
1294         int err = 0;
1295
1296         if (!arg)
1297                 err = -EINVAL;
1298         if (!err)
1299                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1300         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1301                 err = -EFAULT;
1302
1303         return err;
1304 }
1305
1306 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
1307 {
1308         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1309                 return -ENXIO;
1310
1311         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit);
1312 }
1313
1314 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1315 {
1316         int error = -ENXIO;
1317         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1318                 goto out;
1319
1320         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1321         if (lo->use_dio == !!arg)
1322                 return 0;
1323         error = -EINVAL;
1324  out:
1325         return error;
1326 }
1327
1328 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1329         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1330 {
1331         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1332         int err;
1333
1334         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1335         switch (cmd) {
1336         case LOOP_SET_FD:
1337                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1338                 break;
1339         case LOOP_CHANGE_FD:
1340                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1341                 break;
1342         case LOOP_CLR_FD:
1343                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1344                 err = loop_clr_fd(lo);
1345                 if (!err)
1346                         goto out_unlocked;
1347                 break;
1348         case LOOP_SET_STATUS:
1349                 err = -EPERM;
1350                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1351                         err = loop_set_status_old(lo,
1352                                         (struct loop_info __user *)arg);
1353                 break;
1354         case LOOP_GET_STATUS:
1355                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1356                 break;
1357         case LOOP_SET_STATUS64:
1358                 err = -EPERM;
1359                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1360                         err = loop_set_status64(lo,
1361                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1362                 break;
1363         case LOOP_GET_STATUS64:
1364                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1365                 break;
1366         case LOOP_SET_CAPACITY:
1367                 err = -EPERM;
1368                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1369                         err = loop_set_capacity(lo, bdev);
1370                 break;
1371         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1372                 err = -EPERM;
1373                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1374                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1375                 break;
1376         default:
1377                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1378         }
1379         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1380
1381 out_unlocked:
1382         return err;
1383 }
1384
1385 #ifdef CONFIG_COMPAT
1386 struct compat_loop_info {
1387         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1388         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1389         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1390         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1391         compat_int_t    lo_offset;
1392         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1393         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1394         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1395         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1396         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1397         compat_ulong_t  lo_init[2];
1398         char            reserved[4];
1399 };
1400
1401 /*
1402  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1403  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1404  */
1405 static noinline int
1406 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1407                         struct loop_info64 *info64)
1408 {
1409         struct compat_loop_info info;
1410
1411         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1412                 return -EFAULT;
1413
1414         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1415         info64->lo_number = info.lo_number;
1416         info64->lo_device = info.lo_device;
1417         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1418         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1419         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1420         info64->lo_sizelimit = 0;
1421         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1422         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1423         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1424         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1425         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1426         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1427                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1428         else
1429                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1430         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1436  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1437  */
1438 static noinline int
1439 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1440                       struct compat_loop_info __user *arg)
1441 {
1442         struct compat_loop_info info;
1443
1444         memset(&info, 0, sizeof(info));
1445         info.lo_number = info64->lo_number;
1446         info.lo_device = info64->lo_device;
1447         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1448         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1449         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1450         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1451         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1452         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1453         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1454         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1455         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1456                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1457         else
1458                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1459         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1460
1461         /* error in case values were truncated */
1462         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1463             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1464             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1465             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1466             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1467             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1468                 return -EOVERFLOW;
1469
1470         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1471                 return -EFAULT;
1472         return 0;
1473 }
1474
1475 static int
1476 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1477                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1478 {
1479         struct loop_info64 info64;
1480         int ret;
1481
1482         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1483         if (ret < 0)
1484                 return ret;
1485         return loop_set_status(lo, &info64);
1486 }
1487
1488 static int
1489 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1490                        struct compat_loop_info __user *arg)
1491 {
1492         struct loop_info64 info64;
1493         int err = 0;
1494
1495         if (!arg)
1496                 err = -EINVAL;
1497         if (!err)
1498                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1499         if (!err)
1500                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1501         return err;
1502 }
1503
1504 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1505                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1506 {
1507         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1508         int err;
1509
1510         switch(cmd) {
1511         case LOOP_SET_STATUS:
1512                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1513                 err = loop_set_status_compat(
1514                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1515                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1516                 break;
1517         case LOOP_GET_STATUS:
1518                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1519                 err = loop_get_status_compat(
1520                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1521                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1522                 break;
1523         case LOOP_SET_CAPACITY:
1524         case LOOP_CLR_FD:
1525         case LOOP_GET_STATUS64:
1526         case LOOP_SET_STATUS64:
1527                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1528         case LOOP_SET_FD:
1529         case LOOP_CHANGE_FD:
1530                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1531                 break;
1532         default:
1533                 err = -ENOIOCTLCMD;
1534                 break;
1535         }
1536         return err;
1537 }
1538 #endif
1539
1540 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1541 {
1542         struct loop_device *lo;
1543         int err = 0;
1544
1545         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1546         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1547         if (!lo) {
1548                 err = -ENXIO;
1549                 goto out;
1550         }
1551
1552         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1553 out:
1554         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1555         return err;
1556 }
1557
1558 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1559 {
1560         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1561         int err;
1562
1563         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1564                 return;
1565
1566         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1567         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1568                 /*
1569                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1570                  * and remove configuration after last close.
1571                  */
1572                 err = loop_clr_fd(lo);
1573                 if (!err)
1574                         return;
1575         } else {
1576                 /*
1577                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1578                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1579                  */
1580                 loop_flush(lo);
1581         }
1582
1583         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1584 }
1585
1586 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1587         .owner =        THIS_MODULE,
1588         .open =         lo_open,
1589         .release =      lo_release,
1590         .ioctl =        lo_ioctl,
1591 #ifdef CONFIG_COMPAT
1592         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1593 #endif
1594 };
1595
1596 /*
1597  * And now the modules code and kernel interface.
1598  */
1599 static int max_loop;
1600 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1601 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1602 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1603 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1604 MODULE_LICENSE("GPL");
1605 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1606
1607 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1608 {
1609         unsigned int n = funcs->number;
1610
1611         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1612                 return -EINVAL;
1613         xfer_funcs[n] = funcs;
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1618 {
1619         struct loop_device *lo = ptr;
1620         struct loop_func_table *xfer = data;
1621
1622         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1623         if (lo->lo_encryption == xfer)
1624                 loop_release_xfer(lo);
1625         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1626         return 0;
1627 }
1628
1629 int loop_unregister_transfer(int number)
1630 {
1631         unsigned int n = number;
1632         struct loop_func_table *xfer;
1633
1634         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1635                 return -EINVAL;
1636
1637         xfer_funcs[n] = NULL;
1638         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1639         return 0;
1640 }
1641
1642 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1643 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1644
1645 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1646                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1647 {
1648         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1649         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1650
1651         blk_mq_start_request(bd->rq);
1652
1653         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1654                 return -EIO;
1655
1656         if (lo->use_dio && !(cmd->rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH |
1657                                         REQ_DISCARD)))
1658                 cmd->use_aio = true;
1659         else
1660                 cmd->use_aio = false;
1661
1662         queue_kthread_work(&lo->worker, &cmd->work);
1663
1664         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1665 }
1666
1667 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1668 {
1669         const bool write = cmd->rq->cmd_flags & REQ_WRITE;
1670         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1671         int ret = 0;
1672
1673         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1674                 ret = -EIO;
1675                 goto failed;
1676         }
1677
1678         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1679  failed:
1680         /* complete non-aio request */
1681         if (!cmd->use_aio || ret)
1682                 blk_mq_complete_request(cmd->rq, ret ? -EIO : 0);
1683 }
1684
1685 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1686 {
1687         struct loop_cmd *cmd =
1688                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1689
1690         loop_handle_cmd(cmd);
1691 }
1692
1693 static int loop_init_request(void *data, struct request *rq,
1694                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
1695                 unsigned int numa_node)
1696 {
1697         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1698
1699         cmd->rq = rq;
1700         init_kthread_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1701
1702         return 0;
1703 }
1704
1705 static struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1706         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1707         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
1708         .init_request   = loop_init_request,
1709 };
1710
1711 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1712 {
1713         struct loop_device *lo;
1714         struct gendisk *disk;
1715         int err;
1716
1717         err = -ENOMEM;
1718         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1719         if (!lo)
1720                 goto out;
1721
1722         lo->lo_state = Lo_unbound;
1723
1724         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1725         if (i >= 0) {
1726                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1727                 if (err == -ENOSPC)
1728                         err = -EEXIST;
1729         } else {
1730                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1731         }
1732         if (err < 0)
1733                 goto out_free_dev;
1734         i = err;
1735
1736         err = -ENOMEM;
1737         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1738         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1739         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1740         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1741         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1742         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1743         lo->tag_set.driver_data = lo;
1744
1745         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1746         if (err)
1747                 goto out_free_idr;
1748
1749         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1750         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1751                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1752                 goto out_cleanup_tags;
1753         }
1754         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1755
1756         /*
1757          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1758          * submitted to backing file is handled page by page.
1759          */
1760         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1761
1762         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1763         if (!disk)
1764                 goto out_free_queue;
1765
1766         /*
1767          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1768          * scanning can be requested individually per-device during its
1769          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1770          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1771          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1772          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1773          * used.
1774          *
1775          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1776          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1777          * multiples of max_part.
1778          *
1779          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1780          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1781          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1782          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1783          */
1784         if (!part_shift)
1785                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1786         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1787         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1788         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1789         lo->lo_number           = i;
1790         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1791         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1792         disk->first_minor       = i << part_shift;
1793         disk->fops              = &lo_fops;
1794         disk->private_data      = lo;
1795         disk->queue             = lo->lo_queue;
1796         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1797         add_disk(disk);
1798         *l = lo;
1799         return lo->lo_number;
1800
1801 out_free_queue:
1802         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1803 out_cleanup_tags:
1804         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1805 out_free_idr:
1806         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1807 out_free_dev:
1808         kfree(lo);
1809 out:
1810         return err;
1811 }
1812
1813 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1814 {
1815         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1816         del_gendisk(lo->lo_disk);
1817         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1818         put_disk(lo->lo_disk);
1819         kfree(lo);
1820 }
1821
1822 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1823 {
1824         struct loop_device *lo = ptr;
1825         struct loop_device **l = data;
1826
1827         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1828                 *l = lo;
1829                 return 1;
1830         }
1831         return 0;
1832 }
1833
1834 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1835 {
1836         struct loop_device *lo;
1837         int ret = -ENODEV;
1838
1839         if (i < 0) {
1840                 int err;
1841
1842                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1843                 if (err == 1) {
1844                         *l = lo;
1845                         ret = lo->lo_number;
1846                 }
1847                 goto out;
1848         }
1849
1850         /* lookup and return a specific i */
1851         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1852         if (lo) {
1853                 *l = lo;
1854                 ret = lo->lo_number;
1855         }
1856 out:
1857         return ret;
1858 }
1859
1860 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1861 {
1862         struct loop_device *lo;
1863         struct kobject *kobj;
1864         int err;
1865
1866         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1867         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1868         if (err < 0)
1869                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1870         if (err < 0)
1871                 kobj = NULL;
1872         else
1873                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1874         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1875
1876         *part = 0;
1877         return kobj;
1878 }
1879
1880 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1881                                unsigned long parm)
1882 {
1883         struct loop_device *lo;
1884         int ret = -ENOSYS;
1885
1886         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1887         switch (cmd) {
1888         case LOOP_CTL_ADD:
1889                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1890                 if (ret >= 0) {
1891                         ret = -EEXIST;
1892                         break;
1893                 }
1894                 ret = loop_add(&lo, parm);
1895                 break;
1896         case LOOP_CTL_REMOVE:
1897                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1898                 if (ret < 0)
1899                         break;
1900                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1901                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1902                         ret = -EBUSY;
1903                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1904                         break;
1905                 }
1906                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1907                         ret = -EBUSY;
1908                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1909                         break;
1910                 }
1911                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1912                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1913                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1914                 loop_remove(lo);
1915                 break;
1916         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1917                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1918                 if (ret >= 0)
1919                         break;
1920                 ret = loop_add(&lo, -1);
1921         }
1922         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1923
1924         return ret;
1925 }
1926
1927 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1928         .open           = nonseekable_open,
1929         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1930         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1931         .owner          = THIS_MODULE,
1932         .llseek         = noop_llseek,
1933 };
1934
1935 static struct miscdevice loop_misc = {
1936         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1937         .name           = "loop-control",
1938         .fops           = &loop_ctl_fops,
1939 };
1940
1941 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1942 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1943
1944 static int __init loop_init(void)
1945 {
1946         int i, nr;
1947         unsigned long range;
1948         struct loop_device *lo;
1949         int err;
1950
1951         err = misc_register(&loop_misc);
1952         if (err < 0)
1953                 return err;
1954
1955         part_shift = 0;
1956         if (max_part > 0) {
1957                 part_shift = fls(max_part);
1958
1959                 /*
1960                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1961                  * to user space so that user can decide correct minor number
1962                  * if [s]he want to create more devices.
1963                  *
1964                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
1965                  * for the whole disk.
1966                  */
1967                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
1968         }
1969
1970         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
1971                 err = -EINVAL;
1972                 goto misc_out;
1973         }
1974
1975         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
1976                 err = -EINVAL;
1977                 goto misc_out;
1978         }
1979
1980         /*
1981          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
1982          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
1983          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
1984          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
1985          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
1986          * a 'dead' device node.
1987          */
1988         if (max_loop) {
1989                 nr = max_loop;
1990                 range = max_loop << part_shift;
1991         } else {
1992                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
1993                 range = 1UL << MINORBITS;
1994         }
1995
1996         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
1997                 err = -EIO;
1998                 goto misc_out;
1999         }
2000
2001         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2002                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2003
2004         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2005         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2006         for (i = 0; i < nr; i++)
2007                 loop_add(&lo, i);
2008         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2009
2010         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2011         return 0;
2012
2013 misc_out:
2014         misc_deregister(&loop_misc);
2015         return err;
2016 }
2017
2018 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2019 {
2020         struct loop_device *lo = ptr;
2021
2022         loop_remove(lo);
2023         return 0;
2024 }
2025
2026 static void __exit loop_exit(void)
2027 {
2028         unsigned long range;
2029
2030         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2031
2032         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2033         idr_destroy(&loop_index_idr);
2034
2035         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2036         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2037
2038         misc_deregister(&loop_misc);
2039 }
2040
2041 module_init(loop_init);
2042 module_exit(loop_exit);
2043
2044 #ifndef MODULE
2045 static int __init max_loop_setup(char *str)
2046 {
2047         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2048         return 1;
2049 }
2050
2051 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2052 #endif