]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - drivers/block/loop.c
4d376c10a97a2beba0877346e3785a309238dec3
[linux.git] / 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                  loff_t logical_blocksize)
226 {
227         loff_t size = get_size(offset, sizelimit, lo->lo_backing_file);
228         sector_t x = (sector_t)size;
229         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
230
231         if (unlikely((loff_t)x != size))
232                 return -EFBIG;
233         if (lo->lo_offset != offset)
234                 lo->lo_offset = offset;
235         if (lo->lo_sizelimit != sizelimit)
236                 lo->lo_sizelimit = sizelimit;
237         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_BLOCKSIZE) {
238                 lo->lo_logical_blocksize = logical_blocksize;
239                 blk_queue_physical_block_size(lo->lo_queue, lo->lo_blocksize);
240                 blk_queue_logical_block_size(lo->lo_queue,
241                                              lo->lo_logical_blocksize);
242         }
243         set_capacity(lo->lo_disk, x);
244         bd_set_size(bdev, (loff_t)get_capacity(bdev->bd_disk) << 9);
245         /* let user-space know about the new size */
246         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
247         return 0;
248 }
249
250 static inline int
251 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
252                struct page *rpage, unsigned roffs,
253                struct page *lpage, unsigned loffs,
254                int size, sector_t rblock)
255 {
256         int ret;
257
258         ret = lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
259         if (likely(!ret))
260                 return 0;
261
262         printk_ratelimited(KERN_ERR
263                 "loop: Transfer error at byte offset %llu, length %i.\n",
264                 (unsigned long long)rblock << 9, size);
265         return ret;
266 }
267
268 static int lo_write_bvec(struct file *file, struct bio_vec *bvec, loff_t *ppos)
269 {
270         struct iov_iter i;
271         ssize_t bw;
272
273         iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, bvec, 1, bvec->bv_len);
274
275         file_start_write(file);
276         bw = vfs_iter_write(file, &i, ppos);
277         file_end_write(file);
278
279         if (likely(bw ==  bvec->bv_len))
280                 return 0;
281
282         printk_ratelimited(KERN_ERR
283                 "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
284                 (unsigned long long)*ppos, bvec->bv_len);
285         if (bw >= 0)
286                 bw = -EIO;
287         return bw;
288 }
289
290 static int lo_write_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
291                 loff_t pos)
292 {
293         struct bio_vec bvec;
294         struct req_iterator iter;
295         int ret = 0;
296
297         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
298                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &bvec, &pos);
299                 if (ret < 0)
300                         break;
301                 cond_resched();
302         }
303
304         return ret;
305 }
306
307 /*
308  * This is the slow, transforming version that needs to double buffer the
309  * data as it cannot do the transformations in place without having direct
310  * access to the destination pages of the backing file.
311  */
312 static int lo_write_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
313                 loff_t pos)
314 {
315         struct bio_vec bvec, b;
316         struct req_iterator iter;
317         struct page *page;
318         int ret = 0;
319
320         page = alloc_page(GFP_NOIO);
321         if (unlikely(!page))
322                 return -ENOMEM;
323
324         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
325                 ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec.bv_page,
326                         bvec.bv_offset, bvec.bv_len, pos >> 9);
327                 if (unlikely(ret))
328                         break;
329
330                 b.bv_page = page;
331                 b.bv_offset = 0;
332                 b.bv_len = bvec.bv_len;
333                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &b, &pos);
334                 if (ret < 0)
335                         break;
336         }
337
338         __free_page(page);
339         return ret;
340 }
341
342 static int lo_read_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
343                 loff_t pos)
344 {
345         struct bio_vec bvec;
346         struct req_iterator iter;
347         struct iov_iter i;
348         ssize_t len;
349
350         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
351                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &bvec, 1, bvec.bv_len);
352                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
353                 if (len < 0)
354                         return len;
355
356                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
357
358                 if (len != bvec.bv_len) {
359                         struct bio *bio;
360
361                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
362                                 zero_fill_bio(bio);
363                         break;
364                 }
365                 cond_resched();
366         }
367
368         return 0;
369 }
370
371 static int lo_read_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
372                 loff_t pos)
373 {
374         struct bio_vec bvec, b;
375         struct req_iterator iter;
376         struct iov_iter i;
377         struct page *page;
378         ssize_t len;
379         int ret = 0;
380
381         page = alloc_page(GFP_NOIO);
382         if (unlikely(!page))
383                 return -ENOMEM;
384
385         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
386                 loff_t offset = pos;
387
388                 b.bv_page = page;
389                 b.bv_offset = 0;
390                 b.bv_len = bvec.bv_len;
391
392                 iov_iter_bvec(&i, ITER_BVEC, &b, 1, b.bv_len);
393                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos);
394                 if (len < 0) {
395                         ret = len;
396                         goto out_free_page;
397                 }
398
399                 ret = lo_do_transfer(lo, READ, page, 0, bvec.bv_page,
400                         bvec.bv_offset, len, offset >> 9);
401                 if (ret)
402                         goto out_free_page;
403
404                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
405
406                 if (len != bvec.bv_len) {
407                         struct bio *bio;
408
409                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
410                                 zero_fill_bio(bio);
411                         break;
412                 }
413         }
414
415         ret = 0;
416 out_free_page:
417         __free_page(page);
418         return ret;
419 }
420
421 static int lo_discard(struct loop_device *lo, struct request *rq, loff_t pos)
422 {
423         /*
424          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
425          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
426          * encryption is enabled, because it may give an attacker
427          * useful information.
428          */
429         struct file *file = lo->lo_backing_file;
430         int mode = FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
431         int ret;
432
433         if ((!file->f_op->fallocate) || lo->lo_encrypt_key_size) {
434                 ret = -EOPNOTSUPP;
435                 goto out;
436         }
437
438         ret = file->f_op->fallocate(file, mode, pos, blk_rq_bytes(rq));
439         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL && ret != -EOPNOTSUPP))
440                 ret = -EIO;
441  out:
442         return ret;
443 }
444
445 static int lo_req_flush(struct loop_device *lo, struct request *rq)
446 {
447         struct file *file = lo->lo_backing_file;
448         int ret = vfs_fsync(file, 0);
449         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL))
450                 ret = -EIO;
451
452         return ret;
453 }
454
455 static void lo_complete_rq(struct request *rq)
456 {
457         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
458
459         if (unlikely(req_op(cmd->rq) == REQ_OP_READ && cmd->use_aio &&
460                      cmd->ret >= 0 && cmd->ret < blk_rq_bytes(cmd->rq))) {
461                 struct bio *bio = cmd->rq->bio;
462
463                 bio_advance(bio, cmd->ret);
464                 zero_fill_bio(bio);
465         }
466
467         blk_mq_end_request(rq, cmd->ret < 0 ? -EIO : 0);
468 }
469
470 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
471 {
472         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
473
474         cmd->ret = ret;
475         blk_mq_complete_request(cmd->rq);
476 }
477
478 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
479                      loff_t pos, bool rw)
480 {
481         struct iov_iter iter;
482         struct bio_vec *bvec;
483         struct bio *bio = cmd->rq->bio;
484         struct file *file = lo->lo_backing_file;
485         int ret;
486
487         /* nomerge for loop request queue */
488         WARN_ON(cmd->rq->bio != cmd->rq->biotail);
489
490         bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
491         iov_iter_bvec(&iter, ITER_BVEC | rw, bvec,
492                       bio_segments(bio), blk_rq_bytes(cmd->rq));
493         /*
494          * This bio may be started from the middle of the 'bvec'
495          * because of bio splitting, so offset from the bvec must
496          * be passed to iov iterator
497          */
498         iter.iov_offset = bio->bi_iter.bi_bvec_done;
499
500         cmd->iocb.ki_pos = pos;
501         cmd->iocb.ki_filp = file;
502         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
503         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
504
505         if (rw == WRITE)
506                 ret = call_write_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
507         else
508                 ret = call_read_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
509
510         if (ret != -EIOCBQUEUED)
511                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
512         return 0;
513 }
514
515 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
516 {
517         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
518         loff_t pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
519
520         /*
521          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
522          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
523          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
524          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
525          * this in io submit style function which submits all segments
526          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
527          * run flush_dcache_page().
528          */
529         switch (req_op(rq)) {
530         case REQ_OP_FLUSH:
531                 return lo_req_flush(lo, rq);
532         case REQ_OP_DISCARD:
533         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
534                 return lo_discard(lo, rq, pos);
535         case REQ_OP_WRITE:
536                 if (lo->transfer)
537                         return lo_write_transfer(lo, rq, pos);
538                 else if (cmd->use_aio)
539                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, WRITE);
540                 else
541                         return lo_write_simple(lo, rq, pos);
542         case REQ_OP_READ:
543                 if (lo->transfer)
544                         return lo_read_transfer(lo, rq, pos);
545                 else if (cmd->use_aio)
546                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, READ);
547                 else
548                         return lo_read_simple(lo, rq, pos);
549         default:
550                 WARN_ON_ONCE(1);
551                 return -EIO;
552                 break;
553         }
554 }
555
556 struct switch_request {
557         struct file *file;
558         struct completion wait;
559 };
560
561 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
562 {
563         __loop_update_dio(lo, io_is_direct(lo->lo_backing_file) |
564                         lo->use_dio);
565 }
566
567 /*
568  * Do the actual switch; called from the BIO completion routine
569  */
570 static void do_loop_switch(struct loop_device *lo, struct switch_request *p)
571 {
572         struct file *file = p->file;
573         struct file *old_file = lo->lo_backing_file;
574         struct address_space *mapping;
575
576         /* if no new file, only flush of queued bios requested */
577         if (!file)
578                 return;
579
580         mapping = file->f_mapping;
581         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
582         lo->lo_backing_file = file;
583         lo->lo_blocksize = S_ISBLK(mapping->host->i_mode) ?
584                 mapping->host->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
585         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
586         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
587         loop_update_dio(lo);
588 }
589
590 /*
591  * loop_switch performs the hard work of switching a backing store.
592  * First it needs to flush existing IO, it does this by sending a magic
593  * BIO down the pipe. The completion of this BIO does the actual switch.
594  */
595 static int loop_switch(struct loop_device *lo, struct file *file)
596 {
597         struct switch_request w;
598
599         w.file = file;
600
601         /* freeze queue and wait for completion of scheduled requests */
602         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
603
604         /* do the switch action */
605         do_loop_switch(lo, &w);
606
607         /* unfreeze */
608         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
609
610         return 0;
611 }
612
613 /*
614  * Helper to flush the IOs in loop, but keeping loop thread running
615  */
616 static int loop_flush(struct loop_device *lo)
617 {
618         return loop_switch(lo, NULL);
619 }
620
621 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo,
622                                    struct block_device *bdev)
623 {
624         int rc;
625
626         /*
627          * bd_mutex has been held already in release path, so don't
628          * acquire it if this function is called in such case.
629          *
630          * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
631          * must be at least one and it can only become zero when the
632          * current holder is released.
633          */
634         if (!atomic_read(&lo->lo_refcnt))
635                 rc = __blkdev_reread_part(bdev);
636         else
637                 rc = blkdev_reread_part(bdev);
638         if (rc)
639                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
640                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
641 }
642
643 /*
644  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
645  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
646  * the original file and in High Availability environments to switch to
647  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
648  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
649  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
650  */
651 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
652                           unsigned int arg)
653 {
654         struct file     *file, *old_file;
655         struct inode    *inode;
656         int             error;
657
658         error = -ENXIO;
659         if (lo->lo_state != Lo_bound)
660                 goto out;
661
662         /* the loop device has to be read-only */
663         error = -EINVAL;
664         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
665                 goto out;
666
667         error = -EBADF;
668         file = fget(arg);
669         if (!file)
670                 goto out;
671
672         inode = file->f_mapping->host;
673         old_file = lo->lo_backing_file;
674
675         error = -EINVAL;
676
677         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
678                 goto out_putf;
679
680         /* size of the new backing store needs to be the same */
681         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
682                 goto out_putf;
683
684         /* and ... switch */
685         error = loop_switch(lo, file);
686         if (error)
687                 goto out_putf;
688
689         fput(old_file);
690         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
691                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
692         return 0;
693
694  out_putf:
695         fput(file);
696  out:
697         return error;
698 }
699
700 static inline int is_loop_device(struct file *file)
701 {
702         struct inode *i = file->f_mapping->host;
703
704         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && MAJOR(i->i_rdev) == LOOP_MAJOR;
705 }
706
707 /* loop sysfs attributes */
708
709 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
710                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
711 {
712         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
713         struct loop_device *lo = disk->private_data;
714
715         return callback(lo, page);
716 }
717
718 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
719 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
720 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
721                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
722 {                                                                       \
723         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
724 }                                                                       \
725 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
726         __ATTR(_name, S_IRUGO, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
727
728 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
729 {
730         ssize_t ret;
731         char *p = NULL;
732
733         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
734         if (lo->lo_backing_file)
735                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
736         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
737
738         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
739                 ret = PTR_ERR(p);
740         else {
741                 ret = strlen(p);
742                 memmove(buf, p, ret);
743                 buf[ret++] = '\n';
744                 buf[ret] = 0;
745         }
746
747         return ret;
748 }
749
750 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
751 {
752         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
753 }
754
755 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
756 {
757         return sprintf(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
758 }
759
760 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
761 {
762         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
763
764         return sprintf(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
765 }
766
767 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
768 {
769         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
770
771         return sprintf(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
772 }
773
774 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
775 {
776         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
777
778         return sprintf(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
779 }
780
781 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
782 LOOP_ATTR_RO(offset);
783 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
784 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
785 LOOP_ATTR_RO(partscan);
786 LOOP_ATTR_RO(dio);
787
788 static struct attribute *loop_attrs[] = {
789         &loop_attr_backing_file.attr,
790         &loop_attr_offset.attr,
791         &loop_attr_sizelimit.attr,
792         &loop_attr_autoclear.attr,
793         &loop_attr_partscan.attr,
794         &loop_attr_dio.attr,
795         NULL,
796 };
797
798 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
799         .name = "loop",
800         .attrs= loop_attrs,
801 };
802
803 static int loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
804 {
805         return sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
806                                   &loop_attribute_group);
807 }
808
809 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
810 {
811         sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
812                            &loop_attribute_group);
813 }
814
815 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
816 {
817         struct file *file = lo->lo_backing_file;
818         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
819         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
820         int lo_bits = 9;
821
822         /*
823          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
824          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
825          * encryption is enabled, because it may give an attacker
826          * useful information.
827          */
828         if ((!file->f_op->fallocate) ||
829             lo->lo_encrypt_key_size) {
830                 q->limits.discard_granularity = 0;
831                 q->limits.discard_alignment = 0;
832                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
833                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, 0);
834                 queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
835                 return;
836         }
837
838         q->limits.discard_granularity = inode->i_sb->s_blocksize;
839         q->limits.discard_alignment = 0;
840         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_BLOCKSIZE)
841                 lo_bits = blksize_bits(lo->lo_logical_blocksize);
842
843         blk_queue_max_discard_sectors(q, UINT_MAX >> lo_bits);
844         blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, UINT_MAX >> lo_bits);
845         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
846 }
847
848 static void loop_unprepare_queue(struct loop_device *lo)
849 {
850         kthread_flush_worker(&lo->worker);
851         kthread_stop(lo->worker_task);
852 }
853
854 static int loop_prepare_queue(struct loop_device *lo)
855 {
856         kthread_init_worker(&lo->worker);
857         lo->worker_task = kthread_run(kthread_worker_fn,
858                         &lo->worker, "loop%d", lo->lo_number);
859         if (IS_ERR(lo->worker_task))
860                 return -ENOMEM;
861         set_user_nice(lo->worker_task, MIN_NICE);
862         return 0;
863 }
864
865 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
866                        struct block_device *bdev, unsigned int arg)
867 {
868         struct file     *file, *f;
869         struct inode    *inode;
870         struct address_space *mapping;
871         unsigned lo_blocksize;
872         int             lo_flags = 0;
873         int             error;
874         loff_t          size;
875
876         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
877         __module_get(THIS_MODULE);
878
879         error = -EBADF;
880         file = fget(arg);
881         if (!file)
882                 goto out;
883
884         error = -EBUSY;
885         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
886                 goto out_putf;
887
888         /* Avoid recursion */
889         f = file;
890         while (is_loop_device(f)) {
891                 struct loop_device *l;
892
893                 if (f->f_mapping->host->i_bdev == bdev)
894                         goto out_putf;
895
896                 l = f->f_mapping->host->i_bdev->bd_disk->private_data;
897                 if (l->lo_state == Lo_unbound) {
898                         error = -EINVAL;
899                         goto out_putf;
900                 }
901                 f = l->lo_backing_file;
902         }
903
904         mapping = file->f_mapping;
905         inode = mapping->host;
906
907         error = -EINVAL;
908         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
909                 goto out_putf;
910
911         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
912             !file->f_op->write_iter)
913                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
914
915         lo_blocksize = S_ISBLK(inode->i_mode) ?
916                 inode->i_bdev->bd_block_size : PAGE_SIZE;
917
918         error = -EFBIG;
919         size = get_loop_size(lo, file);
920         if ((loff_t)(sector_t)size != size)
921                 goto out_putf;
922         error = loop_prepare_queue(lo);
923         if (error)
924                 goto out_putf;
925
926         error = 0;
927
928         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
929
930         lo->use_dio = false;
931         lo->lo_blocksize = lo_blocksize;
932         lo->lo_logical_blocksize = 512;
933         lo->lo_device = bdev;
934         lo->lo_flags = lo_flags;
935         lo->lo_backing_file = file;
936         lo->transfer = NULL;
937         lo->ioctl = NULL;
938         lo->lo_sizelimit = 0;
939         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
940         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
941
942         if (!(lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
943                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
944
945         loop_update_dio(lo);
946         set_capacity(lo->lo_disk, size);
947         bd_set_size(bdev, size << 9);
948         loop_sysfs_init(lo);
949         /* let user-space know about the new size */
950         kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
951
952         set_blocksize(bdev, lo_blocksize);
953
954         lo->lo_state = Lo_bound;
955         if (part_shift)
956                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
957         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)
958                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
959
960         /* Grab the block_device to prevent its destruction after we
961          * put /dev/loopXX inode. Later in loop_clr_fd() we bdput(bdev).
962          */
963         bdgrab(bdev);
964         return 0;
965
966  out_putf:
967         fput(file);
968  out:
969         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
970         module_put(THIS_MODULE);
971         return error;
972 }
973
974 static int
975 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
976 {
977         int err = 0;
978         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
979
980         if (xfer) {
981                 if (xfer->release)
982                         err = xfer->release(lo);
983                 lo->transfer = NULL;
984                 lo->lo_encryption = NULL;
985                 module_put(xfer->owner);
986         }
987         return err;
988 }
989
990 static int
991 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
992                const struct loop_info64 *i)
993 {
994         int err = 0;
995
996         if (xfer) {
997                 struct module *owner = xfer->owner;
998
999                 if (!try_module_get(owner))
1000                         return -EINVAL;
1001                 if (xfer->init)
1002                         err = xfer->init(lo, i);
1003                 if (err)
1004                         module_put(owner);
1005                 else
1006                         lo->lo_encryption = xfer;
1007         }
1008         return err;
1009 }
1010
1011 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1012 {
1013         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
1014         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1015         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1016
1017         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1018                 return -ENXIO;
1019
1020         /*
1021          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1022          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1023          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1024          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1025          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1026          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1027          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1028          * command to fail with EBUSY.
1029          */
1030         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1031                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1032                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1033                 return 0;
1034         }
1035
1036         if (filp == NULL)
1037                 return -EINVAL;
1038
1039         /* freeze request queue during the transition */
1040         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1041
1042         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1043         lo->lo_state = Lo_rundown;
1044         lo->lo_backing_file = NULL;
1045         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1046
1047         loop_release_xfer(lo);
1048         lo->transfer = NULL;
1049         lo->ioctl = NULL;
1050         lo->lo_device = NULL;
1051         lo->lo_encryption = NULL;
1052         lo->lo_offset = 0;
1053         lo->lo_sizelimit = 0;
1054         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1055         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1056         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1057         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1058         if (bdev) {
1059                 bdput(bdev);
1060                 invalidate_bdev(bdev);
1061         }
1062         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1063         loop_sysfs_exit(lo);
1064         if (bdev) {
1065                 bd_set_size(bdev, 0);
1066                 /* let user-space know about this change */
1067                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1068         }
1069         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1070         lo->lo_state = Lo_unbound;
1071         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1072         module_put(THIS_MODULE);
1073         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1074
1075         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev)
1076                 loop_reread_partitions(lo, bdev);
1077         lo->lo_flags = 0;
1078         if (!part_shift)
1079                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1080         loop_unprepare_queue(lo);
1081         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1082         /*
1083          * Need not hold lo_ctl_mutex to fput backing file.
1084          * Calling fput holding lo_ctl_mutex triggers a circular
1085          * lock dependency possibility warning as fput can take
1086          * bd_mutex which is usually taken before lo_ctl_mutex.
1087          */
1088         fput(filp);
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static int
1093 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1094 {
1095         int err;
1096         struct loop_func_table *xfer;
1097         kuid_t uid = current_uid();
1098         int lo_flags = lo->lo_flags;
1099
1100         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1101             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1102             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1103                 return -EPERM;
1104         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1105                 return -ENXIO;
1106         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1107                 return -EINVAL;
1108
1109         /* I/O need to be drained during transfer transition */
1110         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1111
1112         err = loop_release_xfer(lo);
1113         if (err)
1114                 goto exit;
1115
1116         if (info->lo_encrypt_type) {
1117                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1118
1119                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1120                         return -EINVAL;
1121                 xfer = xfer_funcs[type];
1122                 if (xfer == NULL)
1123                         return -EINVAL;
1124         } else
1125                 xfer = NULL;
1126
1127         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1128         if (err)
1129                 goto exit;
1130
1131         if (info->lo_flags & LO_FLAGS_BLOCKSIZE) {
1132                 if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_BLOCKSIZE))
1133                         lo->lo_logical_blocksize = 512;
1134                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_BLOCKSIZE;
1135                 if (LO_INFO_BLOCKSIZE(info) != 512 &&
1136                     LO_INFO_BLOCKSIZE(info) != 1024 &&
1137                     LO_INFO_BLOCKSIZE(info) != 2048 &&
1138                     LO_INFO_BLOCKSIZE(info) != 4096)
1139                         return -EINVAL;
1140                 if (LO_INFO_BLOCKSIZE(info) > lo->lo_blocksize)
1141                         return -EINVAL;
1142         }
1143
1144         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1145             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit ||
1146             lo->lo_flags != lo_flags ||
1147             ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_BLOCKSIZE) &&
1148              lo->lo_logical_blocksize != LO_INFO_BLOCKSIZE(info))) {
1149                 if (figure_loop_size(lo, info->lo_offset, info->lo_sizelimit,
1150                                      LO_INFO_BLOCKSIZE(info)))
1151                         err = -EFBIG;
1152                         goto exit;
1153                 }
1154
1155         loop_config_discard(lo);
1156
1157         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1158         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1159         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1160         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1161
1162         if (!xfer)
1163                 xfer = &none_funcs;
1164         lo->transfer = xfer->transfer;
1165         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1166
1167         if ((lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) !=
1168              (info->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR))
1169                 lo->lo_flags ^= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1170
1171         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1172         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1173         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1174         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1175                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1176                        info->lo_encrypt_key_size);
1177                 lo->lo_key_owner = uid;
1178         }
1179
1180         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1181         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1182
1183  exit:
1184         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1185
1186         if (!err && (info->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1187              !(lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1188                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1189                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1190                 loop_reread_partitions(lo, lo->lo_device);
1191         }
1192
1193         return err;
1194 }
1195
1196 static int
1197 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1198 {
1199         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1200         struct kstat stat;
1201         int error;
1202
1203         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1204                 return -ENXIO;
1205         error = vfs_getattr(&file->f_path, &stat,
1206                             STATX_INO, AT_STATX_SYNC_AS_STAT);
1207         if (error)
1208                 return error;
1209         memset(info, 0, sizeof(*info));
1210         info->lo_number = lo->lo_number;
1211         info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1212         info->lo_inode = stat.ino;
1213         info->lo_rdevice = huge_encode_dev(lo->lo_device ? stat.rdev : stat.dev);
1214         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1215         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1216         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1217         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1218         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1219         info->lo_encrypt_type =
1220                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1221         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1222                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1223                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1224                        lo->lo_encrypt_key_size);
1225         }
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 static void
1230 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1231 {
1232         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1233         info64->lo_number = info->lo_number;
1234         info64->lo_device = info->lo_device;
1235         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1236         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1237         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1238         info64->lo_sizelimit = 0;
1239         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1240         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1241         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1242         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1243         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1244         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1245                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1246         else
1247                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1248         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1249 }
1250
1251 static int
1252 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1253 {
1254         memset(info, 0, sizeof(*info));
1255         info->lo_number = info64->lo_number;
1256         info->lo_device = info64->lo_device;
1257         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1258         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1259         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1260         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1261         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1262         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1263         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1264         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1265         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1266                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1267         else
1268                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1269         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1270
1271         /* error in case values were truncated */
1272         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1273             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1274             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1275             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1276                 return -EOVERFLOW;
1277
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 static int
1282 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1283 {
1284         struct loop_info info;
1285         struct loop_info64 info64;
1286
1287         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1288                 return -EFAULT;
1289         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1290         return loop_set_status(lo, &info64);
1291 }
1292
1293 static int
1294 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1295 {
1296         struct loop_info64 info64;
1297
1298         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1299                 return -EFAULT;
1300         return loop_set_status(lo, &info64);
1301 }
1302
1303 static int
1304 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1305         struct loop_info info;
1306         struct loop_info64 info64;
1307         int err = 0;
1308
1309         if (!arg)
1310                 err = -EINVAL;
1311         if (!err)
1312                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1313         if (!err)
1314                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1315         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1316                 err = -EFAULT;
1317
1318         return err;
1319 }
1320
1321 static int
1322 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1323         struct loop_info64 info64;
1324         int err = 0;
1325
1326         if (!arg)
1327                 err = -EINVAL;
1328         if (!err)
1329                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1330         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1331                 err = -EFAULT;
1332
1333         return err;
1334 }
1335
1336 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo)
1337 {
1338         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1339                 return -ENXIO;
1340
1341         return figure_loop_size(lo, lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit,
1342                                 lo->lo_logical_blocksize);
1343 }
1344
1345 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1346 {
1347         int error = -ENXIO;
1348         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1349                 goto out;
1350
1351         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1352         if (lo->use_dio == !!arg)
1353                 return 0;
1354         error = -EINVAL;
1355  out:
1356         return error;
1357 }
1358
1359 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1360         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1361 {
1362         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1363         int err;
1364
1365         mutex_lock_nested(&lo->lo_ctl_mutex, 1);
1366         switch (cmd) {
1367         case LOOP_SET_FD:
1368                 err = loop_set_fd(lo, mode, bdev, arg);
1369                 break;
1370         case LOOP_CHANGE_FD:
1371                 err = loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1372                 break;
1373         case LOOP_CLR_FD:
1374                 /* loop_clr_fd would have unlocked lo_ctl_mutex on success */
1375                 err = loop_clr_fd(lo);
1376                 if (!err)
1377                         goto out_unlocked;
1378                 break;
1379         case LOOP_SET_STATUS:
1380                 err = -EPERM;
1381                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1382                         err = loop_set_status_old(lo,
1383                                         (struct loop_info __user *)arg);
1384                 break;
1385         case LOOP_GET_STATUS:
1386                 err = loop_get_status_old(lo, (struct loop_info __user *) arg);
1387                 break;
1388         case LOOP_SET_STATUS64:
1389                 err = -EPERM;
1390                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1391                         err = loop_set_status64(lo,
1392                                         (struct loop_info64 __user *) arg);
1393                 break;
1394         case LOOP_GET_STATUS64:
1395                 err = loop_get_status64(lo, (struct loop_info64 __user *) arg);
1396                 break;
1397         case LOOP_SET_CAPACITY:
1398                 err = -EPERM;
1399                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1400                         err = loop_set_capacity(lo);
1401                 break;
1402         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1403                 err = -EPERM;
1404                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN))
1405                         err = loop_set_dio(lo, arg);
1406                 break;
1407         default:
1408                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1409         }
1410         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1411
1412 out_unlocked:
1413         return err;
1414 }
1415
1416 #ifdef CONFIG_COMPAT
1417 struct compat_loop_info {
1418         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1419         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1420         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1421         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1422         compat_int_t    lo_offset;
1423         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1424         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1425         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1426         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1427         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1428         compat_ulong_t  lo_init[2];
1429         char            reserved[4];
1430 };
1431
1432 /*
1433  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1434  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1435  */
1436 static noinline int
1437 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1438                         struct loop_info64 *info64)
1439 {
1440         struct compat_loop_info info;
1441
1442         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1443                 return -EFAULT;
1444
1445         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1446         info64->lo_number = info.lo_number;
1447         info64->lo_device = info.lo_device;
1448         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1449         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1450         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1451         info64->lo_sizelimit = 0;
1452         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1453         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1454         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1455         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1456         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1457         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1458                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1459         else
1460                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1461         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1462         return 0;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1467  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1468  */
1469 static noinline int
1470 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1471                       struct compat_loop_info __user *arg)
1472 {
1473         struct compat_loop_info info;
1474
1475         memset(&info, 0, sizeof(info));
1476         info.lo_number = info64->lo_number;
1477         info.lo_device = info64->lo_device;
1478         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1479         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1480         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1481         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1482         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1483         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1484         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1485         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1486         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1487                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1488         else
1489                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1490         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1491
1492         /* error in case values were truncated */
1493         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1494             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1495             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1496             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1497             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1498             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1499                 return -EOVERFLOW;
1500
1501         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1502                 return -EFAULT;
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 static int
1507 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1508                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1509 {
1510         struct loop_info64 info64;
1511         int ret;
1512
1513         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1514         if (ret < 0)
1515                 return ret;
1516         return loop_set_status(lo, &info64);
1517 }
1518
1519 static int
1520 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1521                        struct compat_loop_info __user *arg)
1522 {
1523         struct loop_info64 info64;
1524         int err = 0;
1525
1526         if (!arg)
1527                 err = -EINVAL;
1528         if (!err)
1529                 err = loop_get_status(lo, &info64);
1530         if (!err)
1531                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1532         return err;
1533 }
1534
1535 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1536                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1537 {
1538         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1539         int err;
1540
1541         switch(cmd) {
1542         case LOOP_SET_STATUS:
1543                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1544                 err = loop_set_status_compat(
1545                         lo, (const struct compat_loop_info __user *) arg);
1546                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1547                 break;
1548         case LOOP_GET_STATUS:
1549                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1550                 err = loop_get_status_compat(
1551                         lo, (struct compat_loop_info __user *) arg);
1552                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1553                 break;
1554         case LOOP_SET_CAPACITY:
1555         case LOOP_CLR_FD:
1556         case LOOP_GET_STATUS64:
1557         case LOOP_SET_STATUS64:
1558                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
1559         case LOOP_SET_FD:
1560         case LOOP_CHANGE_FD:
1561                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1562                 break;
1563         default:
1564                 err = -ENOIOCTLCMD;
1565                 break;
1566         }
1567         return err;
1568 }
1569 #endif
1570
1571 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1572 {
1573         struct loop_device *lo;
1574         int err = 0;
1575
1576         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1577         lo = bdev->bd_disk->private_data;
1578         if (!lo) {
1579                 err = -ENXIO;
1580                 goto out;
1581         }
1582
1583         atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
1584 out:
1585         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1586         return err;
1587 }
1588
1589 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1590 {
1591         struct loop_device *lo = disk->private_data;
1592         int err;
1593
1594         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
1595                 return;
1596
1597         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1598         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
1599                 /*
1600                  * In autoclear mode, stop the loop thread
1601                  * and remove configuration after last close.
1602                  */
1603                 err = loop_clr_fd(lo);
1604                 if (!err)
1605                         return;
1606         } else {
1607                 /*
1608                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
1609                  * but flush possible ongoing bios in thread.
1610                  */
1611                 loop_flush(lo);
1612         }
1613
1614         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1615 }
1616
1617 static const struct block_device_operations lo_fops = {
1618         .owner =        THIS_MODULE,
1619         .open =         lo_open,
1620         .release =      lo_release,
1621         .ioctl =        lo_ioctl,
1622 #ifdef CONFIG_COMPAT
1623         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
1624 #endif
1625 };
1626
1627 /*
1628  * And now the modules code and kernel interface.
1629  */
1630 static int max_loop;
1631 module_param(max_loop, int, S_IRUGO);
1632 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
1633 module_param(max_part, int, S_IRUGO);
1634 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
1635 MODULE_LICENSE("GPL");
1636 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
1637
1638 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
1639 {
1640         unsigned int n = funcs->number;
1641
1642         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
1643                 return -EINVAL;
1644         xfer_funcs[n] = funcs;
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 static int unregister_transfer_cb(int id, void *ptr, void *data)
1649 {
1650         struct loop_device *lo = ptr;
1651         struct loop_func_table *xfer = data;
1652
1653         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1654         if (lo->lo_encryption == xfer)
1655                 loop_release_xfer(lo);
1656         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1657         return 0;
1658 }
1659
1660 int loop_unregister_transfer(int number)
1661 {
1662         unsigned int n = number;
1663         struct loop_func_table *xfer;
1664
1665         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
1666                 return -EINVAL;
1667
1668         xfer_funcs[n] = NULL;
1669         idr_for_each(&loop_index_idr, &unregister_transfer_cb, xfer);
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1674 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1675
1676 static int loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1677                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
1678 {
1679         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(bd->rq);
1680         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1681
1682         blk_mq_start_request(bd->rq);
1683
1684         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1685                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
1686
1687         switch (req_op(cmd->rq)) {
1688         case REQ_OP_FLUSH:
1689         case REQ_OP_DISCARD:
1690         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1691                 cmd->use_aio = false;
1692                 break;
1693         default:
1694                 cmd->use_aio = lo->use_dio;
1695                 break;
1696         }
1697
1698         kthread_queue_work(&lo->worker, &cmd->work);
1699
1700         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
1701 }
1702
1703 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
1704 {
1705         const bool write = op_is_write(req_op(cmd->rq));
1706         struct loop_device *lo = cmd->rq->q->queuedata;
1707         int ret = 0;
1708
1709         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
1710                 ret = -EIO;
1711                 goto failed;
1712         }
1713
1714         ret = do_req_filebacked(lo, cmd->rq);
1715  failed:
1716         /* complete non-aio request */
1717         if (!cmd->use_aio || ret) {
1718                 cmd->ret = ret ? -EIO : 0;
1719                 blk_mq_complete_request(cmd->rq);
1720         }
1721 }
1722
1723 static void loop_queue_work(struct kthread_work *work)
1724 {
1725         struct loop_cmd *cmd =
1726                 container_of(work, struct loop_cmd, work);
1727
1728         loop_handle_cmd(cmd);
1729 }
1730
1731 static int loop_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
1732                 unsigned int hctx_idx, unsigned int numa_node)
1733 {
1734         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
1735
1736         cmd->rq = rq;
1737         kthread_init_work(&cmd->work, loop_queue_work);
1738
1739         return 0;
1740 }
1741
1742 static const struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
1743         .queue_rq       = loop_queue_rq,
1744         .init_request   = loop_init_request,
1745         .complete       = lo_complete_rq,
1746 };
1747
1748 static int loop_add(struct loop_device **l, int i)
1749 {
1750         struct loop_device *lo;
1751         struct gendisk *disk;
1752         int err;
1753
1754         err = -ENOMEM;
1755         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
1756         if (!lo)
1757                 goto out;
1758
1759         lo->lo_state = Lo_unbound;
1760
1761         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
1762         if (i >= 0) {
1763                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
1764                 if (err == -ENOSPC)
1765                         err = -EEXIST;
1766         } else {
1767                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
1768         }
1769         if (err < 0)
1770                 goto out_free_dev;
1771         i = err;
1772
1773         err = -ENOMEM;
1774         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
1775         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
1776         lo->tag_set.queue_depth = 128;
1777         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
1778         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
1779         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_SG_MERGE;
1780         lo->tag_set.driver_data = lo;
1781
1782         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
1783         if (err)
1784                 goto out_free_idr;
1785
1786         lo->lo_queue = blk_mq_init_queue(&lo->tag_set);
1787         if (IS_ERR_OR_NULL(lo->lo_queue)) {
1788                 err = PTR_ERR(lo->lo_queue);
1789                 goto out_cleanup_tags;
1790         }
1791         lo->lo_queue->queuedata = lo;
1792
1793         /*
1794          * It doesn't make sense to enable merge because the I/O
1795          * submitted to backing file is handled page by page.
1796          */
1797         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
1798
1799         err = -ENOMEM;
1800         disk = lo->lo_disk = alloc_disk(1 << part_shift);
1801         if (!disk)
1802                 goto out_free_queue;
1803
1804         /*
1805          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
1806          * scanning can be requested individually per-device during its
1807          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
1808          * devices. The needed partition minors are allocated from the
1809          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
1810          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
1811          * used.
1812          *
1813          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
1814          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
1815          * multiples of max_part.
1816          *
1817          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
1818          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
1819          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
1820          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
1821          */
1822         if (!part_shift)
1823                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1824         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
1825         mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
1826         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
1827         lo->lo_number           = i;
1828         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1829         disk->major             = LOOP_MAJOR;
1830         disk->first_minor       = i << part_shift;
1831         disk->fops              = &lo_fops;
1832         disk->private_data      = lo;
1833         disk->queue             = lo->lo_queue;
1834         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
1835         add_disk(disk);
1836         *l = lo;
1837         return lo->lo_number;
1838
1839 out_free_queue:
1840         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1841 out_cleanup_tags:
1842         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1843 out_free_idr:
1844         idr_remove(&loop_index_idr, i);
1845 out_free_dev:
1846         kfree(lo);
1847 out:
1848         return err;
1849 }
1850
1851 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
1852 {
1853         blk_cleanup_queue(lo->lo_queue);
1854         del_gendisk(lo->lo_disk);
1855         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
1856         put_disk(lo->lo_disk);
1857         kfree(lo);
1858 }
1859
1860 static int find_free_cb(int id, void *ptr, void *data)
1861 {
1862         struct loop_device *lo = ptr;
1863         struct loop_device **l = data;
1864
1865         if (lo->lo_state == Lo_unbound) {
1866                 *l = lo;
1867                 return 1;
1868         }
1869         return 0;
1870 }
1871
1872 static int loop_lookup(struct loop_device **l, int i)
1873 {
1874         struct loop_device *lo;
1875         int ret = -ENODEV;
1876
1877         if (i < 0) {
1878                 int err;
1879
1880                 err = idr_for_each(&loop_index_idr, &find_free_cb, &lo);
1881                 if (err == 1) {
1882                         *l = lo;
1883                         ret = lo->lo_number;
1884                 }
1885                 goto out;
1886         }
1887
1888         /* lookup and return a specific i */
1889         lo = idr_find(&loop_index_idr, i);
1890         if (lo) {
1891                 *l = lo;
1892                 ret = lo->lo_number;
1893         }
1894 out:
1895         return ret;
1896 }
1897
1898 static struct kobject *loop_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
1899 {
1900         struct loop_device *lo;
1901         struct kobject *kobj;
1902         int err;
1903
1904         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1905         err = loop_lookup(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1906         if (err < 0)
1907                 err = loop_add(&lo, MINOR(dev) >> part_shift);
1908         if (err < 0)
1909                 kobj = NULL;
1910         else
1911                 kobj = get_disk(lo->lo_disk);
1912         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1913
1914         *part = 0;
1915         return kobj;
1916 }
1917
1918 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1919                                unsigned long parm)
1920 {
1921         struct loop_device *lo;
1922         int ret = -ENOSYS;
1923
1924         mutex_lock(&loop_index_mutex);
1925         switch (cmd) {
1926         case LOOP_CTL_ADD:
1927                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1928                 if (ret >= 0) {
1929                         ret = -EEXIST;
1930                         break;
1931                 }
1932                 ret = loop_add(&lo, parm);
1933                 break;
1934         case LOOP_CTL_REMOVE:
1935                 ret = loop_lookup(&lo, parm);
1936                 if (ret < 0)
1937                         break;
1938                 mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
1939                 if (lo->lo_state != Lo_unbound) {
1940                         ret = -EBUSY;
1941                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1942                         break;
1943                 }
1944                 if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
1945                         ret = -EBUSY;
1946                         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1947                         break;
1948                 }
1949                 lo->lo_disk->private_data = NULL;
1950                 mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
1951                 idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
1952                 loop_remove(lo);
1953                 break;
1954         case LOOP_CTL_GET_FREE:
1955                 ret = loop_lookup(&lo, -1);
1956                 if (ret >= 0)
1957                         break;
1958                 ret = loop_add(&lo, -1);
1959         }
1960         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
1961
1962         return ret;
1963 }
1964
1965 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
1966         .open           = nonseekable_open,
1967         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
1968         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
1969         .owner          = THIS_MODULE,
1970         .llseek         = noop_llseek,
1971 };
1972
1973 static struct miscdevice loop_misc = {
1974         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
1975         .name           = "loop-control",
1976         .fops           = &loop_ctl_fops,
1977 };
1978
1979 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
1980 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
1981
1982 static int __init loop_init(void)
1983 {
1984         int i, nr;
1985         unsigned long range;
1986         struct loop_device *lo;
1987         int err;
1988
1989         err = misc_register(&loop_misc);
1990         if (err < 0)
1991                 return err;
1992
1993         part_shift = 0;
1994         if (max_part > 0) {
1995                 part_shift = fls(max_part);
1996
1997                 /*
1998                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
1999                  * to user space so that user can decide correct minor number
2000                  * if [s]he want to create more devices.
2001                  *
2002                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
2003                  * for the whole disk.
2004                  */
2005                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
2006         }
2007
2008         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
2009                 err = -EINVAL;
2010                 goto misc_out;
2011         }
2012
2013         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
2014                 err = -EINVAL;
2015                 goto misc_out;
2016         }
2017
2018         /*
2019          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
2020          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
2021          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
2022          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
2023          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
2024          * a 'dead' device node.
2025          */
2026         if (max_loop) {
2027                 nr = max_loop;
2028                 range = max_loop << part_shift;
2029         } else {
2030                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
2031                 range = 1UL << MINORBITS;
2032         }
2033
2034         if (register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop")) {
2035                 err = -EIO;
2036                 goto misc_out;
2037         }
2038
2039         blk_register_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range,
2040                                   THIS_MODULE, loop_probe, NULL, NULL);
2041
2042         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2043         mutex_lock(&loop_index_mutex);
2044         for (i = 0; i < nr; i++)
2045                 loop_add(&lo, i);
2046         mutex_unlock(&loop_index_mutex);
2047
2048         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2049         return 0;
2050
2051 misc_out:
2052         misc_deregister(&loop_misc);
2053         return err;
2054 }
2055
2056 static int loop_exit_cb(int id, void *ptr, void *data)
2057 {
2058         struct loop_device *lo = ptr;
2059
2060         loop_remove(lo);
2061         return 0;
2062 }
2063
2064 static void __exit loop_exit(void)
2065 {
2066         unsigned long range;
2067
2068         range = max_loop ? max_loop << part_shift : 1UL << MINORBITS;
2069
2070         idr_for_each(&loop_index_idr, &loop_exit_cb, NULL);
2071         idr_destroy(&loop_index_idr);
2072
2073         blk_unregister_region(MKDEV(LOOP_MAJOR, 0), range);
2074         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2075
2076         misc_deregister(&loop_misc);
2077 }
2078
2079 module_init(loop_init);
2080 module_exit(loop_exit);
2081
2082 #ifndef MODULE
2083 static int __init max_loop_setup(char *str)
2084 {
2085         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2086         return 1;
2087 }
2088
2089 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2090 #endif