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  * Still To Fix:
  43  * - Advisory locking is ignored here.
  44  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  45  *
  46  * WARNING/FIXME:
  47  * - The block number as IV passing to low level transfer functions is broken:
  48  *   it passes the underlying device's block number instead of the
  49  *   offset. This makes it change for a given block when the file is
  50  *   moved/restored/copied and also doesn't work over NFS.
  51  * AV, Feb 12, 2000: we pass the logical block number now. It fixes the
  52  *   problem above. Encryption modules that used to rely on the old scheme
  53  *   should just call ->i_mapping->bmap() to calculate the physical block
  54  *   number.
  55  */
  56
  57 #include <linux/config.h>
  58 #include <linux/module.h>
  59
  60 #include <linux/sched.h>
  61 #include <linux/fs.h>
  62 #include <linux/file.h>
  63 #include <linux/stat.h>
  64 #include <linux/errno.h>
  65 #include <linux/major.h>
  66 #include <linux/wait.h>
  67 #include <linux/blk.h>
  68 #include <linux/blkpg.h>
  69 #include <linux/init.h>
  70 #include <linux/devfs_fs_kernel.h>
  71 #include <linux/smp_lock.h>
  72 #include <linux/swap.h>
  73 #include <linux/slab.h>
  74
  75 #include <asm/uaccess.h>
  76
  77 #include <linux/loop.h>
  78
  79 #define MAJOR_NR LOOP_MAJOR
  80
  81 static int max_loop = 8;
  82 static struct loop_device *loop_dev;
  83 static int *loop_sizes;
  84 static int *loop_blksizes;
  85 static devfs_handle_t devfs_handle;      /*  For the directory */
  86
  87 /*
  88  * Transfer functions
  89  */
  90 static int transfer_none(struct loop_device *lo, int cmd, char *raw_buf,
  91                          char *loop_buf, int size, int real_block)
  92 {
  93         if (raw_buf != loop_buf) {
  94                 if (cmd == READ)
  95                         memcpy(loop_buf, raw_buf, size);
  96                 else
  97                         memcpy(raw_buf, loop_buf, size);
  98         }
  99
 100         return 0;
 101 }
 102
 103 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd, char *raw_buf,
 104                         char *loop_buf, int size, int real_block)
 105 {
 106         char    *in, *out, *key;
 107         int     i, keysize;
 108
 109         if (cmd == READ) {
 110                 in = raw_buf;
 111                 out = loop_buf;
 112         } else {
 113                 in = loop_buf;
 114                 out = raw_buf;
 115         }
 116
 117         key = lo->lo_encrypt_key;
 118         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 119         for (i = 0; i < size; i++)
 120                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 121         return 0;
 122 }
 123
 124 static int none_status(struct loop_device *lo, struct loop_info *info)
 125 {
 126         lo->lo_flags |= LO_FLAGS_BH_REMAP;
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 static int xor_status(struct loop_device *lo, struct loop_info *info)
 131 {
 132         if (info->lo_encrypt_key_size <= 0)
 133                 return -EINVAL;
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 struct loop_func_table none_funcs = {
 138         number: LO_CRYPT_NONE,
 139         transfer: transfer_none,
 140         init: none_status,
 141 };
 142
 143 struct loop_func_table xor_funcs = {
 144         number: LO_CRYPT_XOR,
 145         transfer: transfer_xor,
 146         init: xor_status
 147 };
 148
 149 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 150 struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 151         &none_funcs,
 152         &xor_funcs
 153 };
 154
 155 #define MAX_DISK_SIZE 1024*1024*1024
 156
 157 static int compute_loop_size(struct loop_device *lo, struct dentry * lo_dentry, kdev_t lodev)
 158 {
 159         if (S_ISREG(lo_dentry->d_inode->i_mode))
 160                 return (lo_dentry->d_inode->i_size - lo->lo_offset) >> BLOCK_SIZE_BITS;
 161         if (blk_size[MAJOR(lodev)])
 162                 return blk_size[MAJOR(lodev)][MINOR(lodev)] -
 163                                 (lo->lo_offset >> BLOCK_SIZE_BITS);
 164         return MAX_DISK_SIZE;
 165 }
 166
 167 static void figure_loop_size(struct loop_device *lo)
 168 {
 169         loop_sizes[lo->lo_number] = compute_loop_size(lo,
 170                                         lo->lo_backing_file->f_dentry,
 171                                         lo->lo_device);
 172 }
 173
 174 static int lo_send(struct loop_device *lo, struct buffer_head *bh, int bsize,
 175                    loff_t pos)
 176 {
 177         struct file *file = lo->lo_backing_file; /* kudos to NFsckingS */
 178         struct address_space *mapping = file->f_dentry->d_inode->i_mapping;
 179         struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
 180         struct page *page;
 181         char *kaddr, *data;
 182         unsigned long index;
 183         unsigned size, offset;
 184         int len;
 185
 186         down(&mapping->host->i_sem);
 187         index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 188         offset = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 189         len = bh->b_size;
 190         data = bh->b_data;
 191         while (len > 0) {
 192                 int IV = index * (PAGE_CACHE_SIZE/bsize) + offset/bsize;
 193                 int transfer_result;
 194
 195                 size = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 196                 if (size > len)
 197                         size = len;
 198
 199                 page = grab_cache_page(mapping, index);
 200                 if (!page)
 201                         goto fail;
 202                 kaddr = kmap(page);
 203                 if (aops->prepare_write(file, page, offset, offset+size))
 204                         goto unlock;
 205                 flush_dcache_page(page);
 206                 transfer_result = lo_do_transfer(lo, WRITE, kaddr + offset, data, size, IV);
 207                 if (transfer_result) {
 208                         /*
 209                          * The transfer failed, but we still write the data to
 210                          * keep prepare/commit calls balanced.
 211                          */
 212                         printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n", index);
 213                         memset(kaddr + offset, 0, size);
 214                 }
 215                 if (aops->commit_write(file, page, offset, offset+size))
 216                         goto unlock;
 217                 if (transfer_result)
 218                         goto unlock;
 219                 kunmap(page);
 220                 data += size;
 221                 len -= size;
 222                 offset = 0;
 223                 index++;
 224                 pos += size;
 225                 UnlockPage(page);
 226                 page_cache_release(page);
 227         }
 228         up(&mapping->host->i_sem);
 229         return 0;
 230
 231 unlock:
 232         kunmap(page);
 233         UnlockPage(page);
 234         page_cache_release(page);
 235 fail:
 236         up(&mapping->host->i_sem);
 237         return -1;
 238 }
 239
 240 struct lo_read_data {
 241         struct loop_device *lo;
 242         char *data;
 243         int bsize;
 244 };
 245
 246 static int lo_read_actor(read_descriptor_t * desc, struct page *page, unsigned long offset, unsigned long size)
 247 {
 248         char *kaddr;
 249         unsigned long count = desc->count;
 250         struct lo_read_data *p = (struct lo_read_data*)desc->buf;
 251         struct loop_device *lo = p->lo;
 252         int IV = page->index * (PAGE_CACHE_SIZE/p->bsize) + offset/p->bsize;
 253
 254         if (size > count)
 255                 size = count;
 256
 257         kaddr = kmap(page);
 258         if (lo_do_transfer(lo, READ, kaddr + offset, p->data, size, IV)) {
 259                 size = 0;
 260                 printk(KERN_ERR "loop: transfer error block %ld\n",page->index);
 261                 desc->error = -EINVAL;
 262         }
 263         kunmap(page);
 264
 265         desc->count = count - size;
 266         desc->written += size;
 267         p->data += size;
 268         return size;
 269 }
 270
 271 static int lo_receive(struct loop_device *lo, struct buffer_head *bh, int bsize,
 272                       loff_t pos)
 273 {
 274         struct lo_read_data cookie;
 275         read_descriptor_t desc;
 276         struct file *file;
 277
 278         cookie.lo = lo;
 279         cookie.data = bh->b_data;
 280         cookie.bsize = bsize;
 281         desc.written = 0;
 282         desc.count = bh->b_size;
 283         desc.buf = (char*)&cookie;
 284         desc.error = 0;
 285         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 286         file = lo->lo_backing_file;
 287         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 288         do_generic_file_read(file, &pos, &desc, lo_read_actor);
 289         return desc.error;
 290 }
 291
 292 static inline int loop_get_bs(struct loop_device *lo)
 293 {
 294         int bs = 0;
 295
 296         if (blksize_size[MAJOR(lo->lo_device)])
 297                 bs = blksize_size[MAJOR(lo->lo_device)][MINOR(lo->lo_device)];
 298         if (!bs)
 299                 bs = BLOCK_SIZE;
 300
 301         return bs;
 302 }
 303
 304 static inline unsigned long loop_get_iv(struct loop_device *lo,
 305                                         unsigned long sector)
 306 {
 307         int bs = loop_get_bs(lo);
 308         unsigned long offset, IV;
 309
 310         IV = sector / (bs >> 9) + lo->lo_offset / bs;
 311         offset = ((sector % (bs >> 9)) << 9) + lo->lo_offset % bs;
 312         if (offset >= bs)
 313                 IV++;
 314
 315         return IV;
 316 }
 317
 318 static int do_bh_filebacked(struct loop_device *lo, struct buffer_head *bh, int rw)
 319 {
 320         loff_t pos;
 321         int ret;
 322
 323         pos = ((loff_t) bh->b_rsector << 9) + lo->lo_offset;
 324
 325         if (rw == WRITE)
 326                 ret = lo_send(lo, bh, loop_get_bs(lo), pos);
 327         else
 328                 ret = lo_receive(lo, bh, loop_get_bs(lo), pos);
 329
 330         return ret;
 331 }
 332
 333 static void loop_end_io_transfer(struct buffer_head *bh, int uptodate);
 334 static void loop_put_buffer(struct buffer_head *bh)
 335 {
 336         /*
 337          * check b_end_io, may just be a remapped bh and not an allocated one
 338          */
 339         if (bh && bh->b_end_io == loop_end_io_transfer) {
 340                 __free_page(bh->b_page);
 341                 kmem_cache_free(bh_cachep, bh);
 342         }
 343 }
 344
 345 /*
 346  * Add buffer_head to back of pending list
 347  */
 348 static void loop_add_bh(struct loop_device *lo, struct buffer_head *bh)
 349 {
 350         unsigned long flags;
 351
 352         spin_lock_irqsave(&lo->lo_lock, flags);
 353         if (lo->lo_bhtail) {
 354                 lo->lo_bhtail->b_reqnext = bh;
 355                 lo->lo_bhtail = bh;
 356         } else
 357                 lo->lo_bh = lo->lo_bhtail = bh;
 358         spin_unlock_irqrestore(&lo->lo_lock, flags);
 359
 360         up(&lo->lo_bh_mutex);
 361 }
 362
 363 /*
 364  * Grab first pending buffer
 365  */
 366 static struct buffer_head *loop_get_bh(struct loop_device *lo)
 367 {
 368         struct buffer_head *bh;
 369
 370         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 371         if ((bh = lo->lo_bh)) {
 372                 if (bh == lo->lo_bhtail)
 373                         lo->lo_bhtail = NULL;
 374                 lo->lo_bh = bh->b_reqnext;
 375                 bh->b_reqnext = NULL;
 376         }
 377         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 378
 379         return bh;
 380 }
 381
 382 /*
 383  * when buffer i/o has completed. if BH_Dirty is set, this was a WRITE
 384  * and lo->transfer stuff has already been done. if not, it was a READ
 385  * so queue it for the loop thread and let it do the transfer out of
 386  * b_end_io context (we don't want to do decrypt of a page with irqs
 387  * disabled)
 388  */
 389 static void loop_end_io_transfer(struct buffer_head *bh, int uptodate)
 390 {
 391         struct loop_device *lo = &loop_dev[MINOR(bh->b_dev)];
 392
 393         if (!uptodate || test_bit(BH_Dirty, &bh->b_state)) {
 394                 struct buffer_head *rbh = bh->b_private;
 395
 396                 rbh->b_end_io(rbh, uptodate);
 397                 if (atomic_dec_and_test(&lo->lo_pending))
 398                         up(&lo->lo_bh_mutex);
 399                 loop_put_buffer(bh);
 400         } else
 401                 loop_add_bh(lo, bh);
 402 }
 403
 404 static struct buffer_head *loop_get_buffer(struct loop_device *lo,
 405                                            struct buffer_head *rbh)
 406 {
 407         struct buffer_head *bh;
 408
 409         /*
 410          * for xfer_funcs that can operate on the same bh, do that
 411          */
 412         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_BH_REMAP) {
 413                 bh = rbh;
 414                 goto out_bh;
 415         }
 416
 417         do {
 418                 bh = kmem_cache_alloc(bh_cachep, SLAB_NOIO);
 419                 if (bh)
 420                         break;
 421
 422                 run_task_queue(&tq_disk);
 423                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 424                 schedule_timeout(HZ);
 425         } while (1);
 426         memset(bh, 0, sizeof(*bh));
 427
 428         bh->b_size = rbh->b_size;
 429         bh->b_dev = rbh->b_rdev;
 430         bh->b_state = (1 << BH_Req) | (1 << BH_Mapped) | (1 << BH_Lock);
 431
 432         /*
 433          * easy way out, although it does waste some memory for < PAGE_SIZE
 434          * blocks... if highmem bounce buffering can get away with it,
 435          * so can we :-)
 436          */
 437         do {
 438                 bh->b_page = alloc_page(GFP_NOIO);
 439                 if (bh->b_page)
 440                         break;
 441
 442                 run_task_queue(&tq_disk);
 443                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 444                 schedule_timeout(HZ);
 445         } while (1);
 446
 447         bh->b_data = page_address(bh->b_page);
 448         bh->b_end_io = loop_end_io_transfer;
 449         bh->b_private = rbh;
 450         init_waitqueue_head(&bh->b_wait);
 451
 452 out_bh:
 453         bh->b_rsector = rbh->b_rsector + (lo->lo_offset >> 9);
 454         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 455         bh->b_rdev = lo->lo_device;
 456         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 457
 458         return bh;
 459 }
 460
 461 static int loop_make_request(request_queue_t *q, int rw, struct buffer_head *rbh)
 462 {
 463         struct buffer_head *bh = NULL;
 464         struct loop_device *lo;
 465         unsigned long IV;
 466
 467         if (!buffer_locked(rbh))
 468                 BUG();
 469
 470         if (MINOR(rbh->b_rdev) >= max_loop)
 471                 goto out;
 472
 473         lo = &loop_dev[MINOR(rbh->b_rdev)];
 474         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 475         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 476                 goto inactive;
 477         atomic_inc(&lo->lo_pending);
 478         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 479
 480         if (rw == WRITE) {
 481                 if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)
 482                         goto err;
 483         } else if (rw == READA) {
 484                 rw = READ;
 485         } else if (rw != READ) {
 486                 printk(KERN_ERR "loop: unknown command (%d)\n", rw);
 487                 goto err;
 488         }
 489
 490         rbh = blk_queue_bounce(q, rw, rbh);
 491
 492         /*
 493          * file backed, queue for loop_thread to handle
 494          */
 495         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DO_BMAP) {
 496                 /*
 497                  * rbh locked at this point, noone else should clear
 498                  * the dirty flag
 499                  */
 500                 if (rw == WRITE)
 501                         set_bit(BH_Dirty, &rbh->b_state);
 502                 loop_add_bh(lo, rbh);
 503                 return 0;
 504         }
 505
 506         /*
 507          * piggy old buffer on original, and submit for I/O
 508          */
 509         bh = loop_get_buffer(lo, rbh);
 510         IV = loop_get_iv(lo, rbh->b_rsector);
 511         if (rw == WRITE) {
 512                 set_bit(BH_Dirty, &bh->b_state);
 513                 if (lo_do_transfer(lo, WRITE, bh->b_data, rbh->b_data,
 514                                    bh->b_size, IV))
 515                         goto err;
 516         }
 517
 518         generic_make_request(rw, bh);
 519         return 0;
 520
 521 err:
 522         if (atomic_dec_and_test(&lo->lo_pending))
 523                 up(&lo->lo_bh_mutex);
 524         loop_put_buffer(bh);
 525 out:
 526         buffer_IO_error(rbh);
 527         return 0;
 528 inactive:
 529         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 530         goto out;
 531 }
 532
 533 static inline void loop_handle_bh(struct loop_device *lo,struct buffer_head *bh)
 534 {
 535         int ret;
 536
 537         /*
 538          * For block backed loop, we know this is a READ
 539          */
 540         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DO_BMAP) {
 541                 int rw = !!test_and_clear_bit(BH_Dirty, &bh->b_state);
 542
 543                 ret = do_bh_filebacked(lo, bh, rw);
 544                 bh->b_end_io(bh, !ret);
 545         } else {
 546                 struct buffer_head *rbh = bh->b_private;
 547                 unsigned long IV = loop_get_iv(lo, rbh->b_rsector);
 548
 549                 ret = lo_do_transfer(lo, READ, bh->b_data, rbh->b_data,
 550                                      bh->b_size, IV);
 551
 552                 rbh->b_end_io(rbh, !ret);
 553                 loop_put_buffer(bh);
 554         }
 555 }
 556
 557 /*
 558  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 559  * to avoid blocking in our make_request_fn. it also does loop decrypting
 560  * on reads for block backed loop, as that is too heavy to do from
 561  * b_end_io context where irqs may be disabled.
 562  */
 563 static int loop_thread(void *data)
 564 {
 565         struct loop_device *lo = data;
 566         struct buffer_head *bh;
 567
 568         daemonize();
 569         exit_files(current);
 570         reparent_to_init();
 571
 572         sprintf(current->comm, "loop%d", lo->lo_number);
 573
 574         spin_lock_irq(&current->sigmask_lock);
 575         sigfillset(&current->blocked);
 576         flush_signals(current);
 577         spin_unlock_irq(&current->sigmask_lock);
 578
 579         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 580         lo->lo_state = Lo_bound;
 581         atomic_inc(&lo->lo_pending);
 582         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 583
 584         current->flags |= PF_NOIO;
 585
 586         /*
 587          * up sem, we are running
 588          */
 589         up(&lo->lo_sem);
 590
 591         for (;;) {
 592                 down_interruptible(&lo->lo_bh_mutex);
 593                 /*
 594                  * could be upped because of tear-down, not because of
 595                  * pending work
 596                  */
 597                 if (!atomic_read(&lo->lo_pending))
 598                         break;
 599
 600                 bh = loop_get_bh(lo);
 601                 if (!bh) {
 602                         printk("loop: missing bh\n");
 603                         continue;
 604                 }
 605                 loop_handle_bh(lo, bh);
 606
 607                 /*
 608                  * upped both for pending work and tear-down, lo_pending
 609                  * will hit zero then
 610                  */
 611                 if (atomic_dec_and_test(&lo->lo_pending))
 612                         break;
 613         }
 614
 615         up(&lo->lo_sem);
 616         return 0;
 617 }
 618
 619 static int loop_set_fd(struct loop_device *lo, struct file *lo_file, kdev_t dev,
 620                        unsigned int arg)
 621 {
 622         struct file     *file;
 623         struct inode    *inode;
 624         kdev_t          lo_device;
 625         int             lo_flags = 0;
 626         int             error;
 627         int             bs;
 628
 629         MOD_INC_USE_COUNT;
 630
 631         error = -EBUSY;
 632         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
 633                 goto out;
 634
 635         error = -EBADF;
 636         file = fget(arg);
 637         if (!file)
 638                 goto out;
 639
 640         error = -EINVAL;
 641         inode = file->f_dentry->d_inode;
 642
 643         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 644                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 645
 646         if (S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 647                 lo_device = inode->i_rdev;
 648                 if (lo_device == dev) {
 649                         error = -EBUSY;
 650                         goto out_putf;
 651                 }
 652         } else if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
 653                 struct address_space_operations *aops = inode->i_mapping->a_ops;
 654                 /*
 655                  * If we can't read - sorry. If we only can't write - well,
 656                  * it's going to be read-only.
 657                  */
 658                 if (!aops->readpage)
 659                         goto out_putf;
 660
 661                 if (!aops->prepare_write || !aops->commit_write)
 662                         lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 663
 664                 lo_device = inode->i_dev;
 665                 lo_flags |= LO_FLAGS_DO_BMAP;
 666                 error = 0;
 667         } else
 668                 goto out_putf;
 669
 670         get_file(file);
 671
 672         if (IS_RDONLY (inode) || is_read_only(lo_device)
 673             || !(lo_file->f_mode & FMODE_WRITE))
 674                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 675
 676         set_device_ro(dev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 677
 678         lo->lo_device = lo_device;
 679         lo->lo_flags = lo_flags;
 680         lo->lo_backing_file = file;
 681         lo->transfer = NULL;
 682         lo->ioctl = NULL;
 683         figure_loop_size(lo);
 684         lo->old_gfp_mask = inode->i_mapping->gfp_mask;
 685         inode->i_mapping->gfp_mask = GFP_NOIO;
 686
 687         bs = 0;
 688         if (blksize_size[MAJOR(lo_device)])
 689                 bs = blksize_size[MAJOR(lo_device)][MINOR(lo_device)];
 690         if (!bs)
 691                 bs = BLOCK_SIZE;
 692
 693         set_blocksize(dev, bs);
 694
 695         lo->lo_bh = lo->lo_bhtail = NULL;
 696         kernel_thread(loop_thread, lo, CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND);
 697         down(&lo->lo_sem);
 698
 699         fput(file);
 700         return 0;
 701
 702  out_putf:
 703         fput(file);
 704  out:
 705         MOD_DEC_USE_COUNT;
 706         return error;
 707 }
 708
 709 static int loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
 710 {
 711         int err = 0;
 712         if (lo->lo_encrypt_type) {
 713                 struct loop_func_table *xfer= xfer_funcs[lo->lo_encrypt_type];
 714                 if (xfer && xfer->release)
 715                         err = xfer->release(lo);
 716                 if (xfer && xfer->unlock)
 717                         xfer->unlock(lo);
 718                 lo->lo_encrypt_type = 0;
 719         }
 720         return err;
 721 }
 722
 723 static int loop_init_xfer(struct loop_device *lo, int type,struct loop_info *i)
 724 {
 725         int err = 0;
 726         if (type) {
 727                 struct loop_func_table *xfer = xfer_funcs[type];
 728                 if (xfer->init)
 729                         err = xfer->init(lo, i);
 730                 if (!err) {
 731                         lo->lo_encrypt_type = type;
 732                         if (xfer->lock)
 733                                 xfer->lock(lo);
 734                 }
 735         }
 736         return err;
 737 }
 738
 739 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev)
 740 {
 741         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 742         int gfp = lo->old_gfp_mask;
 743
 744         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 745                 return -ENXIO;
 746         if (lo->lo_refcnt > 1)  /* we needed one fd for the ioctl */
 747                 return -EBUSY;
 748         if (filp==NULL)
 749                 return -EINVAL;
 750
 751         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 752         lo->lo_state = Lo_rundown;
 753         if (atomic_dec_and_test(&lo->lo_pending))
 754                 up(&lo->lo_bh_mutex);
 755         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 756
 757         down(&lo->lo_sem);
 758
 759         lo->lo_backing_file = NULL;
 760
 761         loop_release_xfer(lo);
 762         lo->transfer = NULL;
 763         lo->ioctl = NULL;
 764         lo->lo_device = 0;
 765         lo->lo_encrypt_type = 0;
 766         lo->lo_offset = 0;
 767         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
 768         lo->lo_flags = 0;
 769         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
 770         memset(lo->lo_name, 0, LO_NAME_SIZE);
 771         loop_sizes[lo->lo_number] = 0;
 772         invalidate_bdev(bdev, 0);
 773         filp->f_dentry->d_inode->i_mapping->gfp_mask = gfp;
 774         lo->lo_state = Lo_unbound;
 775         fput(filp);
 776         MOD_DEC_USE_COUNT;
 777         return 0;
 778 }
 779
 780 static int loop_set_status(struct loop_device *lo, struct loop_info *arg)
 781 {
 782         struct loop_info info;
 783         int err;
 784         unsigned int type;
 785
 786         if (lo->lo_encrypt_key_size && lo->lo_key_owner != current->uid &&
 787             !capable(CAP_SYS_ADMIN))
 788                 return -EPERM;
 789         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 790                 return -ENXIO;
 791         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
 792                 return -EFAULT;
 793         if ((unsigned int) info.lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
 794                 return -EINVAL;
 795         type = info.lo_encrypt_type;
 796         if (type >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[type] == NULL)
 797                 return -EINVAL;
 798         if (type == LO_CRYPT_XOR && info.lo_encrypt_key_size == 0)
 799                 return -EINVAL;
 800         err = loop_release_xfer(lo);
 801         if (!err)
 802                 err = loop_init_xfer(lo, type, &info);
 803         if (err)
 804                 return err;
 805
 806         lo->lo_offset = info.lo_offset;
 807         strncpy(lo->lo_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
 808
 809         lo->transfer = xfer_funcs[type]->transfer;
 810         lo->ioctl = xfer_funcs[type]->ioctl;
 811         lo->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
 812         lo->lo_init[0] = info.lo_init[0];
 813         lo->lo_init[1] = info.lo_init[1];
 814         if (info.lo_encrypt_key_size) {
 815                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key,
 816                        info.lo_encrypt_key_size);
 817                 lo->lo_key_owner = current->uid;
 818         }
 819         figure_loop_size(lo);
 820         return 0;
 821 }
 822
 823 static int loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info *arg)
 824 {
 825         struct loop_info        info;
 826         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 827
 828         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 829                 return -ENXIO;
 830         if (!arg)
 831                 return -EINVAL;
 832         memset(&info, 0, sizeof(info));
 833         info.lo_number = lo->lo_number;
 834         info.lo_device = kdev_t_to_nr(file->f_dentry->d_inode->i_dev);
 835         info.lo_inode = file->f_dentry->d_inode->i_ino;
 836         info.lo_rdevice = kdev_t_to_nr(lo->lo_device);
 837         info.lo_offset = lo->lo_offset;
 838         info.lo_flags = lo->lo_flags;
 839         strncpy(info.lo_name, lo->lo_name, LO_NAME_SIZE);
 840         info.lo_encrypt_type = lo->lo_encrypt_type;
 841         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 842                 info.lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
 843                 memcpy(info.lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
 844                        lo->lo_encrypt_key_size);
 845         }
 846         return copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)) ? -EFAULT : 0;
 847 }
 848
 849 static int lo_ioctl(struct inode * inode, struct file * file,
 850         unsigned int cmd, unsigned long arg)
 851 {
 852         struct loop_device *lo;
 853         int dev, err;
 854
 855         if (!inode)
 856                 return -EINVAL;
 857         if (MAJOR(inode->i_rdev) != MAJOR_NR) {
 858                 printk(KERN_WARNING "lo_ioctl: pseudo-major != %d\n",
 859                        MAJOR_NR);
 860                 return -ENODEV;
 861         }
 862         dev = MINOR(inode->i_rdev);
 863         if (dev >= max_loop)
 864                 return -ENODEV;
 865         lo = &loop_dev[dev];
 866         down(&lo->lo_ctl_mutex);
 867         switch (cmd) {
 868         case LOOP_SET_FD:
 869                 err = loop_set_fd(lo, file, inode->i_rdev, arg);
 870                 break;
 871         case LOOP_CLR_FD:
 872                 err = loop_clr_fd(lo, inode->i_bdev);
 873                 break;
 874         case LOOP_SET_STATUS:
 875                 err = loop_set_status(lo, (struct loop_info *) arg);
 876                 break;
 877         case LOOP_GET_STATUS:
 878                 err = loop_get_status(lo, (struct loop_info *) arg);
 879                 break;
 880         case BLKGETSIZE:
 881                 if (lo->lo_state != Lo_bound) {
 882                         err = -ENXIO;
 883                         break;
 884                 }
 885                 err = put_user((unsigned long)loop_sizes[lo->lo_number] << 1, (unsigned long *) arg);
 886                 break;
 887         case BLKGETSIZE64:
 888                 if (lo->lo_state != Lo_bound) {
 889                         err = -ENXIO;
 890                         break;
 891                 }
 892                 err = put_user((u64)loop_sizes[lo->lo_number] << 10, (u64*)arg);
 893                 break;
 894         case BLKBSZGET:
 895         case BLKBSZSET:
 896                 err = blk_ioctl(inode->i_rdev, cmd, arg);
 897                 break;
 898         default:
 899                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
 900         }
 901         up(&lo->lo_ctl_mutex);
 902         return err;
 903 }
 904
 905 static int lo_open(struct inode *inode, struct file *file)
 906 {
 907         struct loop_device *lo;
 908         int     dev, type;
 909
 910         if (!inode)
 911                 return -EINVAL;
 912         if (MAJOR(inode->i_rdev) != MAJOR_NR) {
 913                 printk(KERN_WARNING "lo_open: pseudo-major != %d\n", MAJOR_NR);
 914                 return -ENODEV;
 915         }
 916         dev = MINOR(inode->i_rdev);
 917         if (dev >= max_loop)
 918                 return -ENODEV;
 919
 920         lo = &loop_dev[dev];
 921         MOD_INC_USE_COUNT;
 922         down(&lo->lo_ctl_mutex);
 923
 924         type = lo->lo_encrypt_type;
 925         if (type && xfer_funcs[type] && xfer_funcs[type]->lock)
 926                 xfer_funcs[type]->lock(lo);
 927         lo->lo_refcnt++;
 928         up(&lo->lo_ctl_mutex);
 929         return 0;
 930 }
 931
 932 static int lo_release(struct inode *inode, struct file *file)
 933 {
 934         struct loop_device *lo;
 935         int     dev, type;
 936
 937         if (!inode)
 938                 return 0;
 939         if (MAJOR(inode->i_rdev) != MAJOR_NR) {
 940                 printk(KERN_WARNING "lo_release: pseudo-major != %d\n",
 941                        MAJOR_NR);
 942                 return 0;
 943         }
 944         dev = MINOR(inode->i_rdev);
 945         if (dev >= max_loop)
 946                 return 0;
 947
 948         lo = &loop_dev[dev];
 949         down(&lo->lo_ctl_mutex);
 950         type = lo->lo_encrypt_type;
 951         --lo->lo_refcnt;
 952         if (xfer_funcs[type] && xfer_funcs[type]->unlock)
 953                 xfer_funcs[type]->unlock(lo);
 954
 955         up(&lo->lo_ctl_mutex);
 956         MOD_DEC_USE_COUNT;
 957         return 0;
 958 }
 959
 960 static struct block_device_operations lo_fops = {
 961         owner:          THIS_MODULE,
 962         open:           lo_open,
 963         release:        lo_release,
 964         ioctl:          lo_ioctl,
 965 };
 966
 967 /*
 968  * And now the modules code and kernel interface.
 969  */
 970 MODULE_PARM(max_loop, "i");
 971 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices (1-256)");
 972 MODULE_LICENSE("GPL");
 973
 974 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
 975 {
 976         if ((unsigned)funcs->number > MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[funcs->number])
 977                 return -EINVAL;
 978         xfer_funcs[funcs->number] = funcs;
 979         return 0;
 980 }
 981
 982 int loop_unregister_transfer(int number)
 983 {
 984         struct loop_device *lo;
 985
 986         if ((unsigned)number >= MAX_LO_CRYPT)
 987                 return -EINVAL;
 988         for (lo = &loop_dev[0]; lo < &loop_dev[max_loop]; lo++) {
 989                 int type = lo->lo_encrypt_type;
 990                 if (type == number) {
 991                         xfer_funcs[type]->release(lo);
 992                         lo->transfer = NULL;
 993                         lo->lo_encrypt_type = 0;
 994                 }
 995         }
 996         xfer_funcs[number] = NULL;
 997         return 0;
 998 }
 999
1000 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
1001 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
1002
1003 int __init loop_init(void)
1004 {
1005         int     i;
1006
1007         if ((max_loop < 1) || (max_loop > 256)) {
1008                 printk(KERN_WARNING "loop: invalid max_loop (must be between"
1009                                     " 1 and 256), using default (8)\n");
1010                 max_loop = 8;
1011         }
1012
1013         if (devfs_register_blkdev(MAJOR_NR, "loop", &lo_fops)) {
1014                 printk(KERN_WARNING "Unable to get major number %d for loop"
1015                                     " device\n", MAJOR_NR);
1016                 return -EIO;
1017         }
1018
1019
1020         loop_dev = kmalloc(max_loop * sizeof(struct loop_device), GFP_KERNEL);
1021         if (!loop_dev)
1022                 return -ENOMEM;
1023
1024         loop_sizes = kmalloc(max_loop * sizeof(int), GFP_KERNEL);
1025         if (!loop_sizes)
1026                 goto out_sizes;
1027
1028         loop_blksizes = kmalloc(max_loop * sizeof(int), GFP_KERNEL);
1029         if (!loop_blksizes)
1030                 goto out_blksizes;
1031
1032         blk_queue_make_request(BLK_DEFAULT_QUEUE(MAJOR_NR), loop_make_request);
1033
1034         for (i = 0; i < max_loop; i++) {
1035                 struct loop_device *lo = &loop_dev[i];
1036                 memset(lo, 0, sizeof(struct loop_device));
1037                 init_MUTEX(&lo->lo_ctl_mutex);
1038                 init_MUTEX_LOCKED(&lo->lo_sem);
1039                 init_MUTEX_LOCKED(&lo->lo_bh_mutex);
1040                 lo->lo_number = i;
1041                 spin_lock_init(&lo->lo_lock);
1042         }
1043
1044         memset(loop_sizes, 0, max_loop * sizeof(int));
1045         memset(loop_blksizes, 0, max_loop * sizeof(int));
1046         blk_size[MAJOR_NR] = loop_sizes;
1047         blksize_size[MAJOR_NR] = loop_blksizes;
1048         for (i = 0; i < max_loop; i++)
1049                 register_disk(NULL, MKDEV(MAJOR_NR, i), 1, &lo_fops, 0);
1050
1051         devfs_handle = devfs_mk_dir(NULL, "loop", NULL);
1052         devfs_register_series(devfs_handle, "%u", max_loop, DEVFS_FL_DEFAULT,
1053                               MAJOR_NR, 0,
1054                               S_IFBLK | S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP,
1055                               &lo_fops, NULL);
1056
1057         printk(KERN_INFO "loop: loaded (max %d devices)\n", max_loop);
1058         return 0;
1059
1060 out_blksizes:
1061         kfree(loop_sizes);
1062 out_sizes:
1063         kfree(loop_dev);
1064         if (devfs_unregister_blkdev(MAJOR_NR, "loop"))
1065                 printk(KERN_WARNING "loop: cannot unregister blkdev\n");
1066         printk(KERN_ERR "loop: ran out of memory\n");
1067         return -ENOMEM;
1068 }
1069
1070 void loop_exit(void)
1071 {
1072         devfs_unregister(devfs_handle);
1073         if (devfs_unregister_blkdev(MAJOR_NR, "loop"))
1074                 printk(KERN_WARNING "loop: cannot unregister blkdev\n");
1075         kfree(loop_dev);
1076         kfree(loop_sizes);
1077         kfree(loop_blksizes);
1078 }
1079
1080 module_init(loop_init);
1081 module_exit(loop_exit);
1082
1083 #ifndef MODULE
1084 static int __init max_loop_setup(char *str)
1085 {
1086         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
1087         return 1;
1088 }
1089
1090 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
1091 #endif