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/pagemap.h>
  57 #include <linux/file.h>
  58 #include <linux/stat.h>
  59 #include <linux/errno.h>
  60 #include <linux/major.h>
  61 #include <linux/wait.h>
  62 #include <linux/blkdev.h>
  63 #include <linux/blkpg.h>
  64 #include <linux/init.h>
  65 #include <linux/swap.h>
  66 #include <linux/slab.h>
  67 #include <linux/compat.h>
  68 #include <linux/suspend.h>
  69 #include <linux/freezer.h>
  70 #include <linux/mutex.h>
  71 #include <linux/writeback.h>
  72 #include <linux/completion.h>
  73 #include <linux/highmem.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 <linux/ioprio.h>
  80 #include <linux/blk-cgroup.h>
  81 #include <linux/sched/mm.h>
  82 #include <linux/statfs.h>
  83
  84 #include "loop.h"
  85
  86 #include <linux/uaccess.h>
  87
  88 #define LOOP_IDLE_WORKER_TIMEOUT (60 * HZ)
  89
  90 static DEFINE_IDR(loop_index_idr);
  91 static DEFINE_MUTEX(loop_ctl_mutex);
  92 static DEFINE_MUTEX(loop_validate_mutex);
  93
  94 /**
  95  * loop_global_lock_killable() - take locks for safe loop_validate_file() test
  96  *
  97  * @lo: struct loop_device
  98  * @global: true if @lo is about to bind another "struct loop_device", false otherwise
  99  *
 100  * Returns 0 on success, -EINTR otherwise.
 101  *
 102  * Since loop_validate_file() traverses on other "struct loop_device" if
 103  * is_loop_device() is true, we need a global lock for serializing concurrent
 104  * loop_configure()/loop_change_fd()/__loop_clr_fd() calls.
 105  */
 106 static int loop_global_lock_killable(struct loop_device *lo, bool global)
 107 {
 108         int err;
 109
 110         if (global) {
 111                 err = mutex_lock_killable(&loop_validate_mutex);
 112                 if (err)
 113                         return err;
 114         }
 115         err = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
 116         if (err && global)
 117                 mutex_unlock(&loop_validate_mutex);
 118         return err;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * loop_global_unlock() - release locks taken by loop_global_lock_killable()
 123  *
 124  * @lo: struct loop_device
 125  * @global: true if @lo was about to bind another "struct loop_device", false otherwise
 126  */
 127 static void loop_global_unlock(struct loop_device *lo, bool global)
 128 {
 129         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
 130         if (global)
 131                 mutex_unlock(&loop_validate_mutex);
 132 }
 133
 134 static int max_part;
 135 static int part_shift;
 136
 137 static int transfer_xor(struct loop_device *lo, int cmd,
 138                         struct page *raw_page, unsigned raw_off,
 139                         struct page *loop_page, unsigned loop_off,
 140                         int size, sector_t real_block)
 141 {
 142         char *raw_buf = kmap_atomic(raw_page) + raw_off;
 143         char *loop_buf = kmap_atomic(loop_page) + loop_off;
 144         char *in, *out, *key;
 145         int i, keysize;
 146
 147         if (cmd == READ) {
 148                 in = raw_buf;
 149                 out = loop_buf;
 150         } else {
 151                 in = loop_buf;
 152                 out = raw_buf;
 153         }
 154
 155         key = lo->lo_encrypt_key;
 156         keysize = lo->lo_encrypt_key_size;
 157         for (i = 0; i < size; i++)
 158                 *out++ = *in++ ^ key[(i & 511) % keysize];
 159
 160         kunmap_atomic(loop_buf);
 161         kunmap_atomic(raw_buf);
 162         cond_resched();
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 static int xor_init(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
 167 {
 168         if (unlikely(info->lo_encrypt_key_size <= 0))
 169                 return -EINVAL;
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 static struct loop_func_table none_funcs = {
 174         .number = LO_CRYPT_NONE,
 175 };
 176
 177 static struct loop_func_table xor_funcs = {
 178         .number = LO_CRYPT_XOR,
 179         .transfer = transfer_xor,
 180         .init = xor_init
 181 };
 182
 183 /* xfer_funcs[0] is special - its release function is never called */
 184 static struct loop_func_table *xfer_funcs[MAX_LO_CRYPT] = {
 185         &none_funcs,
 186         &xor_funcs
 187 };
 188
 189 static loff_t get_size(loff_t offset, loff_t sizelimit, struct file *file)
 190 {
 191         loff_t loopsize;
 192
 193         /* Compute loopsize in bytes */
 194         loopsize = i_size_read(file->f_mapping->host);
 195         if (offset > 0)
 196                 loopsize -= offset;
 197         /* offset is beyond i_size, weird but possible */
 198         if (loopsize < 0)
 199                 return 0;
 200
 201         if (sizelimit > 0 && sizelimit < loopsize)
 202                 loopsize = sizelimit;
 203         /*
 204          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 205          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 206          */
 207         return loopsize >> 9;
 208 }
 209
 210 static loff_t get_loop_size(struct loop_device *lo, struct file *file)
 211 {
 212         return get_size(lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit, file);
 213 }
 214
 215 static void __loop_update_dio(struct loop_device *lo, bool dio)
 216 {
 217         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 218         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 219         struct inode *inode = mapping->host;
 220         unsigned short sb_bsize = 0;
 221         unsigned dio_align = 0;
 222         bool use_dio;
 223
 224         if (inode->i_sb->s_bdev) {
 225                 sb_bsize = bdev_logical_block_size(inode->i_sb->s_bdev);
 226                 dio_align = sb_bsize - 1;
 227         }
 228
 229         /*
 230          * We support direct I/O only if lo_offset is aligned with the
 231          * logical I/O size of backing device, and the logical block
 232          * size of loop is bigger than the backing device's and the loop
 233          * needn't transform transfer.
 234          *
 235          * TODO: the above condition may be loosed in the future, and
 236          * direct I/O may be switched runtime at that time because most
 237          * of requests in sane applications should be PAGE_SIZE aligned
 238          */
 239         if (dio) {
 240                 if (queue_logical_block_size(lo->lo_queue) >= sb_bsize &&
 241                                 !(lo->lo_offset & dio_align) &&
 242                                 mapping->a_ops->direct_IO &&
 243                                 !lo->transfer)
 244                         use_dio = true;
 245                 else
 246                         use_dio = false;
 247         } else {
 248                 use_dio = false;
 249         }
 250
 251         if (lo->use_dio == use_dio)
 252                 return;
 253
 254         /* flush dirty pages before changing direct IO */
 255         vfs_fsync(file, 0);
 256
 257         /*
 258          * The flag of LO_FLAGS_DIRECT_IO is handled similarly with
 259          * LO_FLAGS_READ_ONLY, both are set from kernel, and losetup
 260          * will get updated by ioctl(LOOP_GET_STATUS)
 261          */
 262         if (lo->lo_state == Lo_bound)
 263                 blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 264         lo->use_dio = use_dio;
 265         if (use_dio) {
 266                 blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
 267                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 268         } else {
 269                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
 270                 lo->lo_flags &= ~LO_FLAGS_DIRECT_IO;
 271         }
 272         if (lo->lo_state == Lo_bound)
 273                 blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 274 }
 275
 276 /**
 277  * loop_set_size() - sets device size and notifies userspace
 278  * @lo: struct loop_device to set the size for
 279  * @size: new size of the loop device
 280  *
 281  * Callers must validate that the size passed into this function fits into
 282  * a sector_t, eg using loop_validate_size()
 283  */
 284 static void loop_set_size(struct loop_device *lo, loff_t size)
 285 {
 286         if (!set_capacity_and_notify(lo->lo_disk, size))
 287                 kobject_uevent(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
 288 }
 289
 290 static inline int
 291 lo_do_transfer(struct loop_device *lo, int cmd,
 292                struct page *rpage, unsigned roffs,
 293                struct page *lpage, unsigned loffs,
 294                int size, sector_t rblock)
 295 {
 296         int ret;
 297
 298         ret = lo->transfer(lo, cmd, rpage, roffs, lpage, loffs, size, rblock);
 299         if (likely(!ret))
 300                 return 0;
 301
 302         printk_ratelimited(KERN_ERR
 303                 "loop: Transfer error at byte offset %llu, length %i.\n",
 304                 (unsigned long long)rblock << 9, size);
 305         return ret;
 306 }
 307
 308 static int lo_write_bvec(struct file *file, struct bio_vec *bvec, loff_t *ppos)
 309 {
 310         struct iov_iter i;
 311         ssize_t bw;
 312
 313         iov_iter_bvec(&i, WRITE, bvec, 1, bvec->bv_len);
 314
 315         file_start_write(file);
 316         bw = vfs_iter_write(file, &i, ppos, 0);
 317         file_end_write(file);
 318
 319         if (likely(bw ==  bvec->bv_len))
 320                 return 0;
 321
 322         printk_ratelimited(KERN_ERR
 323                 "loop: Write error at byte offset %llu, length %i.\n",
 324                 (unsigned long long)*ppos, bvec->bv_len);
 325         if (bw >= 0)
 326                 bw = -EIO;
 327         return bw;
 328 }
 329
 330 static int lo_write_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 331                 loff_t pos)
 332 {
 333         struct bio_vec bvec;
 334         struct req_iterator iter;
 335         int ret = 0;
 336
 337         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 338                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &bvec, &pos);
 339                 if (ret < 0)
 340                         break;
 341                 cond_resched();
 342         }
 343
 344         return ret;
 345 }
 346
 347 /*
 348  * This is the slow, transforming version that needs to double buffer the
 349  * data as it cannot do the transformations in place without having direct
 350  * access to the destination pages of the backing file.
 351  */
 352 static int lo_write_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 353                 loff_t pos)
 354 {
 355         struct bio_vec bvec, b;
 356         struct req_iterator iter;
 357         struct page *page;
 358         int ret = 0;
 359
 360         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 361         if (unlikely(!page))
 362                 return -ENOMEM;
 363
 364         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 365                 ret = lo_do_transfer(lo, WRITE, page, 0, bvec.bv_page,
 366                         bvec.bv_offset, bvec.bv_len, pos >> 9);
 367                 if (unlikely(ret))
 368                         break;
 369
 370                 b.bv_page = page;
 371                 b.bv_offset = 0;
 372                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 373                 ret = lo_write_bvec(lo->lo_backing_file, &b, &pos);
 374                 if (ret < 0)
 375                         break;
 376         }
 377
 378         __free_page(page);
 379         return ret;
 380 }
 381
 382 static int lo_read_simple(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 383                 loff_t pos)
 384 {
 385         struct bio_vec bvec;
 386         struct req_iterator iter;
 387         struct iov_iter i;
 388         ssize_t len;
 389
 390         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 391                 iov_iter_bvec(&i, READ, &bvec, 1, bvec.bv_len);
 392                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos, 0);
 393                 if (len < 0)
 394                         return len;
 395
 396                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 397
 398                 if (len != bvec.bv_len) {
 399                         struct bio *bio;
 400
 401                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 402                                 zero_fill_bio(bio);
 403                         break;
 404                 }
 405                 cond_resched();
 406         }
 407
 408         return 0;
 409 }
 410
 411 static int lo_read_transfer(struct loop_device *lo, struct request *rq,
 412                 loff_t pos)
 413 {
 414         struct bio_vec bvec, b;
 415         struct req_iterator iter;
 416         struct iov_iter i;
 417         struct page *page;
 418         ssize_t len;
 419         int ret = 0;
 420
 421         page = alloc_page(GFP_NOIO);
 422         if (unlikely(!page))
 423                 return -ENOMEM;
 424
 425         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
 426                 loff_t offset = pos;
 427
 428                 b.bv_page = page;
 429                 b.bv_offset = 0;
 430                 b.bv_len = bvec.bv_len;
 431
 432                 iov_iter_bvec(&i, READ, &b, 1, b.bv_len);
 433                 len = vfs_iter_read(lo->lo_backing_file, &i, &pos, 0);
 434                 if (len < 0) {
 435                         ret = len;
 436                         goto out_free_page;
 437                 }
 438
 439                 ret = lo_do_transfer(lo, READ, page, 0, bvec.bv_page,
 440                         bvec.bv_offset, len, offset >> 9);
 441                 if (ret)
 442                         goto out_free_page;
 443
 444                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
 445
 446                 if (len != bvec.bv_len) {
 447                         struct bio *bio;
 448
 449                         __rq_for_each_bio(bio, rq)
 450                                 zero_fill_bio(bio);
 451                         break;
 452                 }
 453         }
 454
 455         ret = 0;
 456 out_free_page:
 457         __free_page(page);
 458         return ret;
 459 }
 460
 461 static int lo_fallocate(struct loop_device *lo, struct request *rq, loff_t pos,
 462                         int mode)
 463 {
 464         /*
 465          * We use fallocate to manipulate the space mappings used by the image
 466          * a.k.a. discard/zerorange. However we do not support this if
 467          * encryption is enabled, because it may give an attacker useful
 468          * information.
 469          */
 470         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 471         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 472         int ret;
 473
 474         mode |= FALLOC_FL_KEEP_SIZE;
 475
 476         if (!blk_queue_discard(q)) {
 477                 ret = -EOPNOTSUPP;
 478                 goto out;
 479         }
 480
 481         ret = file->f_op->fallocate(file, mode, pos, blk_rq_bytes(rq));
 482         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL && ret != -EOPNOTSUPP))
 483                 ret = -EIO;
 484  out:
 485         return ret;
 486 }
 487
 488 static int lo_req_flush(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 489 {
 490         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 491         int ret = vfs_fsync(file, 0);
 492         if (unlikely(ret && ret != -EINVAL))
 493                 ret = -EIO;
 494
 495         return ret;
 496 }
 497
 498 static void lo_complete_rq(struct request *rq)
 499 {
 500         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 501         blk_status_t ret = BLK_STS_OK;
 502
 503         if (!cmd->use_aio || cmd->ret < 0 || cmd->ret == blk_rq_bytes(rq) ||
 504             req_op(rq) != REQ_OP_READ) {
 505                 if (cmd->ret < 0)
 506                         ret = errno_to_blk_status(cmd->ret);
 507                 goto end_io;
 508         }
 509
 510         /*
 511          * Short READ - if we got some data, advance our request and
 512          * retry it. If we got no data, end the rest with EIO.
 513          */
 514         if (cmd->ret) {
 515                 blk_update_request(rq, BLK_STS_OK, cmd->ret);
 516                 cmd->ret = 0;
 517                 blk_mq_requeue_request(rq, true);
 518         } else {
 519                 if (cmd->use_aio) {
 520                         struct bio *bio = rq->bio;
 521
 522                         while (bio) {
 523                                 zero_fill_bio(bio);
 524                                 bio = bio->bi_next;
 525                         }
 526                 }
 527                 ret = BLK_STS_IOERR;
 528 end_io:
 529                 blk_mq_end_request(rq, ret);
 530         }
 531 }
 532
 533 static void lo_rw_aio_do_completion(struct loop_cmd *cmd)
 534 {
 535         struct request *rq = blk_mq_rq_from_pdu(cmd);
 536
 537         if (!atomic_dec_and_test(&cmd->ref))
 538                 return;
 539         kfree(cmd->bvec);
 540         cmd->bvec = NULL;
 541         if (likely(!blk_should_fake_timeout(rq->q)))
 542                 blk_mq_complete_request(rq);
 543 }
 544
 545 static void lo_rw_aio_complete(struct kiocb *iocb, long ret, long ret2)
 546 {
 547         struct loop_cmd *cmd = container_of(iocb, struct loop_cmd, iocb);
 548
 549         cmd->ret = ret;
 550         lo_rw_aio_do_completion(cmd);
 551 }
 552
 553 static int lo_rw_aio(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd,
 554                      loff_t pos, bool rw)
 555 {
 556         struct iov_iter iter;
 557         struct req_iterator rq_iter;
 558         struct bio_vec *bvec;
 559         struct request *rq = blk_mq_rq_from_pdu(cmd);
 560         struct bio *bio = rq->bio;
 561         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 562         struct bio_vec tmp;
 563         unsigned int offset;
 564         int nr_bvec = 0;
 565         int ret;
 566
 567         rq_for_each_bvec(tmp, rq, rq_iter)
 568                 nr_bvec++;
 569
 570         if (rq->bio != rq->biotail) {
 571
 572                 bvec = kmalloc_array(nr_bvec, sizeof(struct bio_vec),
 573                                      GFP_NOIO);
 574                 if (!bvec)
 575                         return -EIO;
 576                 cmd->bvec = bvec;
 577
 578                 /*
 579                  * The bios of the request may be started from the middle of
 580                  * the 'bvec' because of bio splitting, so we can't directly
 581                  * copy bio->bi_iov_vec to new bvec. The rq_for_each_bvec
 582                  * API will take care of all details for us.
 583                  */
 584                 rq_for_each_bvec(tmp, rq, rq_iter) {
 585                         *bvec = tmp;
 586                         bvec++;
 587                 }
 588                 bvec = cmd->bvec;
 589                 offset = 0;
 590         } else {
 591                 /*
 592                  * Same here, this bio may be started from the middle of the
 593                  * 'bvec' because of bio splitting, so offset from the bvec
 594                  * must be passed to iov iterator
 595                  */
 596                 offset = bio->bi_iter.bi_bvec_done;
 597                 bvec = __bvec_iter_bvec(bio->bi_io_vec, bio->bi_iter);
 598         }
 599         atomic_set(&cmd->ref, 2);
 600
 601         iov_iter_bvec(&iter, rw, bvec, nr_bvec, blk_rq_bytes(rq));
 602         iter.iov_offset = offset;
 603
 604         cmd->iocb.ki_pos = pos;
 605         cmd->iocb.ki_filp = file;
 606         cmd->iocb.ki_complete = lo_rw_aio_complete;
 607         cmd->iocb.ki_flags = IOCB_DIRECT;
 608         cmd->iocb.ki_ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
 609
 610         if (rw == WRITE)
 611                 ret = call_write_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 612         else
 613                 ret = call_read_iter(file, &cmd->iocb, &iter);
 614
 615         lo_rw_aio_do_completion(cmd);
 616
 617         if (ret != -EIOCBQUEUED)
 618                 cmd->iocb.ki_complete(&cmd->iocb, ret, 0);
 619         return 0;
 620 }
 621
 622 static int do_req_filebacked(struct loop_device *lo, struct request *rq)
 623 {
 624         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 625         loff_t pos = ((loff_t) blk_rq_pos(rq) << 9) + lo->lo_offset;
 626
 627         /*
 628          * lo_write_simple and lo_read_simple should have been covered
 629          * by io submit style function like lo_rw_aio(), one blocker
 630          * is that lo_read_simple() need to call flush_dcache_page after
 631          * the page is written from kernel, and it isn't easy to handle
 632          * this in io submit style function which submits all segments
 633          * of the req at one time. And direct read IO doesn't need to
 634          * run flush_dcache_page().
 635          */
 636         switch (req_op(rq)) {
 637         case REQ_OP_FLUSH:
 638                 return lo_req_flush(lo, rq);
 639         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 640                 /*
 641                  * If the caller doesn't want deallocation, call zeroout to
 642                  * write zeroes the range.  Otherwise, punch them out.
 643                  */
 644                 return lo_fallocate(lo, rq, pos,
 645                         (rq->cmd_flags & REQ_NOUNMAP) ?
 646                                 FALLOC_FL_ZERO_RANGE :
 647                                 FALLOC_FL_PUNCH_HOLE);
 648         case REQ_OP_DISCARD:
 649                 return lo_fallocate(lo, rq, pos, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE);
 650         case REQ_OP_WRITE:
 651                 if (lo->transfer)
 652                         return lo_write_transfer(lo, rq, pos);
 653                 else if (cmd->use_aio)
 654                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, WRITE);
 655                 else
 656                         return lo_write_simple(lo, rq, pos);
 657         case REQ_OP_READ:
 658                 if (lo->transfer)
 659                         return lo_read_transfer(lo, rq, pos);
 660                 else if (cmd->use_aio)
 661                         return lo_rw_aio(lo, cmd, pos, READ);
 662                 else
 663                         return lo_read_simple(lo, rq, pos);
 664         default:
 665                 WARN_ON_ONCE(1);
 666                 return -EIO;
 667         }
 668 }
 669
 670 static inline void loop_update_dio(struct loop_device *lo)
 671 {
 672         __loop_update_dio(lo, (lo->lo_backing_file->f_flags & O_DIRECT) |
 673                                 lo->use_dio);
 674 }
 675
 676 static void loop_reread_partitions(struct loop_device *lo)
 677 {
 678         int rc;
 679
 680         mutex_lock(&lo->lo_disk->open_mutex);
 681         rc = bdev_disk_changed(lo->lo_disk, false);
 682         mutex_unlock(&lo->lo_disk->open_mutex);
 683         if (rc)
 684                 pr_warn("%s: partition scan of loop%d (%s) failed (rc=%d)\n",
 685                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name, rc);
 686 }
 687
 688 static inline int is_loop_device(struct file *file)
 689 {
 690         struct inode *i = file->f_mapping->host;
 691
 692         return i && S_ISBLK(i->i_mode) && imajor(i) == LOOP_MAJOR;
 693 }
 694
 695 static int loop_validate_file(struct file *file, struct block_device *bdev)
 696 {
 697         struct inode    *inode = file->f_mapping->host;
 698         struct file     *f = file;
 699
 700         /* Avoid recursion */
 701         while (is_loop_device(f)) {
 702                 struct loop_device *l;
 703
 704                 lockdep_assert_held(&loop_validate_mutex);
 705                 if (f->f_mapping->host->i_rdev == bdev->bd_dev)
 706                         return -EBADF;
 707
 708                 l = I_BDEV(f->f_mapping->host)->bd_disk->private_data;
 709                 if (l->lo_state != Lo_bound)
 710                         return -EINVAL;
 711                 /* Order wrt setting lo->lo_backing_file in loop_configure(). */
 712                 rmb();
 713                 f = l->lo_backing_file;
 714         }
 715         if (!S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISBLK(inode->i_mode))
 716                 return -EINVAL;
 717         return 0;
 718 }
 719
 720 /*
 721  * loop_change_fd switched the backing store of a loopback device to
 722  * a new file. This is useful for operating system installers to free up
 723  * the original file and in High Availability environments to switch to
 724  * an alternative location for the content in case of server meltdown.
 725  * This can only work if the loop device is used read-only, and if the
 726  * new backing store is the same size and type as the old backing store.
 727  */
 728 static int loop_change_fd(struct loop_device *lo, struct block_device *bdev,
 729                           unsigned int arg)
 730 {
 731         struct file *file = fget(arg);
 732         struct file *old_file;
 733         int error;
 734         bool partscan;
 735         bool is_loop;
 736
 737         if (!file)
 738                 return -EBADF;
 739         is_loop = is_loop_device(file);
 740         error = loop_global_lock_killable(lo, is_loop);
 741         if (error)
 742                 goto out_putf;
 743         error = -ENXIO;
 744         if (lo->lo_state != Lo_bound)
 745                 goto out_err;
 746
 747         /* the loop device has to be read-only */
 748         error = -EINVAL;
 749         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY))
 750                 goto out_err;
 751
 752         error = loop_validate_file(file, bdev);
 753         if (error)
 754                 goto out_err;
 755
 756         old_file = lo->lo_backing_file;
 757
 758         error = -EINVAL;
 759
 760         /* size of the new backing store needs to be the same */
 761         if (get_loop_size(lo, file) != get_loop_size(lo, old_file))
 762                 goto out_err;
 763
 764         /* and ... switch */
 765         disk_force_media_change(lo->lo_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
 766         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
 767         mapping_set_gfp_mask(old_file->f_mapping, lo->old_gfp_mask);
 768         lo->lo_backing_file = file;
 769         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(file->f_mapping);
 770         mapping_set_gfp_mask(file->f_mapping,
 771                              lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 772         loop_update_dio(lo);
 773         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
 774         partscan = lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN;
 775         loop_global_unlock(lo, is_loop);
 776
 777         /*
 778          * Flush loop_validate_file() before fput(), for l->lo_backing_file
 779          * might be pointing at old_file which might be the last reference.
 780          */
 781         if (!is_loop) {
 782                 mutex_lock(&loop_validate_mutex);
 783                 mutex_unlock(&loop_validate_mutex);
 784         }
 785         /*
 786          * We must drop file reference outside of lo_mutex as dropping
 787          * the file ref can take open_mutex which creates circular locking
 788          * dependency.
 789          */
 790         fput(old_file);
 791         if (partscan)
 792                 loop_reread_partitions(lo);
 793         return 0;
 794
 795 out_err:
 796         loop_global_unlock(lo, is_loop);
 797 out_putf:
 798         fput(file);
 799         return error;
 800 }
 801
 802 /* loop sysfs attributes */
 803
 804 static ssize_t loop_attr_show(struct device *dev, char *page,
 805                               ssize_t (*callback)(struct loop_device *, char *))
 806 {
 807         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 808         struct loop_device *lo = disk->private_data;
 809
 810         return callback(lo, page);
 811 }
 812
 813 #define LOOP_ATTR_RO(_name)                                             \
 814 static ssize_t loop_attr_##_name##_show(struct loop_device *, char *);  \
 815 static ssize_t loop_attr_do_show_##_name(struct device *d,              \
 816                                 struct device_attribute *attr, char *b) \
 817 {                                                                       \
 818         return loop_attr_show(d, b, loop_attr_##_name##_show);          \
 819 }                                                                       \
 820 static struct device_attribute loop_attr_##_name =                      \
 821         __ATTR(_name, 0444, loop_attr_do_show_##_name, NULL);
 822
 823 static ssize_t loop_attr_backing_file_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 824 {
 825         ssize_t ret;
 826         char *p = NULL;
 827
 828         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 829         if (lo->lo_backing_file)
 830                 p = file_path(lo->lo_backing_file, buf, PAGE_SIZE - 1);
 831         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 832
 833         if (IS_ERR_OR_NULL(p))
 834                 ret = PTR_ERR(p);
 835         else {
 836                 ret = strlen(p);
 837                 memmove(buf, p, ret);
 838                 buf[ret++] = '\n';
 839                 buf[ret] = 0;
 840         }
 841
 842         return ret;
 843 }
 844
 845 static ssize_t loop_attr_offset_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 846 {
 847         return sysfs_emit(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_offset);
 848 }
 849
 850 static ssize_t loop_attr_sizelimit_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 851 {
 852         return sysfs_emit(buf, "%llu\n", (unsigned long long)lo->lo_sizelimit);
 853 }
 854
 855 static ssize_t loop_attr_autoclear_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 856 {
 857         int autoclear = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR);
 858
 859         return sysfs_emit(buf, "%s\n", autoclear ? "1" : "0");
 860 }
 861
 862 static ssize_t loop_attr_partscan_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 863 {
 864         int partscan = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN);
 865
 866         return sysfs_emit(buf, "%s\n", partscan ? "1" : "0");
 867 }
 868
 869 static ssize_t loop_attr_dio_show(struct loop_device *lo, char *buf)
 870 {
 871         int dio = (lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO);
 872
 873         return sysfs_emit(buf, "%s\n", dio ? "1" : "0");
 874 }
 875
 876 LOOP_ATTR_RO(backing_file);
 877 LOOP_ATTR_RO(offset);
 878 LOOP_ATTR_RO(sizelimit);
 879 LOOP_ATTR_RO(autoclear);
 880 LOOP_ATTR_RO(partscan);
 881 LOOP_ATTR_RO(dio);
 882
 883 static struct attribute *loop_attrs[] = {
 884         &loop_attr_backing_file.attr,
 885         &loop_attr_offset.attr,
 886         &loop_attr_sizelimit.attr,
 887         &loop_attr_autoclear.attr,
 888         &loop_attr_partscan.attr,
 889         &loop_attr_dio.attr,
 890         NULL,
 891 };
 892
 893 static struct attribute_group loop_attribute_group = {
 894         .name = "loop",
 895         .attrs= loop_attrs,
 896 };
 897
 898 static void loop_sysfs_init(struct loop_device *lo)
 899 {
 900         lo->sysfs_inited = !sysfs_create_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 901                                                 &loop_attribute_group);
 902 }
 903
 904 static void loop_sysfs_exit(struct loop_device *lo)
 905 {
 906         if (lo->sysfs_inited)
 907                 sysfs_remove_group(&disk_to_dev(lo->lo_disk)->kobj,
 908                                    &loop_attribute_group);
 909 }
 910
 911 static void loop_config_discard(struct loop_device *lo)
 912 {
 913         struct file *file = lo->lo_backing_file;
 914         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 915         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
 916         u32 granularity, max_discard_sectors;
 917
 918         /*
 919          * If the backing device is a block device, mirror its zeroing
 920          * capability. Set the discard sectors to the block device's zeroing
 921          * capabilities because loop discards result in blkdev_issue_zeroout(),
 922          * not blkdev_issue_discard(). This maintains consistent behavior with
 923          * file-backed loop devices: discarded regions read back as zero.
 924          */
 925         if (S_ISBLK(inode->i_mode) && !lo->lo_encrypt_key_size) {
 926                 struct request_queue *backingq = bdev_get_queue(I_BDEV(inode));
 927
 928                 max_discard_sectors = backingq->limits.max_write_zeroes_sectors;
 929                 granularity = backingq->limits.discard_granularity ?:
 930                         queue_physical_block_size(backingq);
 931
 932         /*
 933          * We use punch hole to reclaim the free space used by the
 934          * image a.k.a. discard. However we do not support discard if
 935          * encryption is enabled, because it may give an attacker
 936          * useful information.
 937          */
 938         } else if (!file->f_op->fallocate || lo->lo_encrypt_key_size) {
 939                 max_discard_sectors = 0;
 940                 granularity = 0;
 941
 942         } else {
 943                 struct kstatfs sbuf;
 944
 945                 max_discard_sectors = UINT_MAX >> 9;
 946                 if (!vfs_statfs(&file->f_path, &sbuf))
 947                         granularity = sbuf.f_bsize;
 948                 else
 949                         max_discard_sectors = 0;
 950         }
 951
 952         if (max_discard_sectors) {
 953                 q->limits.discard_granularity = granularity;
 954                 blk_queue_max_discard_sectors(q, max_discard_sectors);
 955                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, max_discard_sectors);
 956                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 957         } else {
 958                 q->limits.discard_granularity = 0;
 959                 blk_queue_max_discard_sectors(q, 0);
 960                 blk_queue_max_write_zeroes_sectors(q, 0);
 961                 blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 962         }
 963         q->limits.discard_alignment = 0;
 964 }
 965
 966 struct loop_worker {
 967         struct rb_node rb_node;
 968         struct work_struct work;
 969         struct list_head cmd_list;
 970         struct list_head idle_list;
 971         struct loop_device *lo;
 972         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
 973         unsigned long last_ran_at;
 974 };
 975
 976 static void loop_workfn(struct work_struct *work);
 977 static void loop_rootcg_workfn(struct work_struct *work);
 978 static void loop_free_idle_workers(struct timer_list *timer);
 979
 980 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
 981 static inline int queue_on_root_worker(struct cgroup_subsys_state *css)
 982 {
 983         return !css || css == blkcg_root_css;
 984 }
 985 #else
 986 static inline int queue_on_root_worker(struct cgroup_subsys_state *css)
 987 {
 988         return !css;
 989 }
 990 #endif
 991
 992 static void loop_queue_work(struct loop_device *lo, struct loop_cmd *cmd)
 993 {
 994         struct rb_node **node = &(lo->worker_tree.rb_node), *parent = NULL;
 995         struct loop_worker *cur_worker, *worker = NULL;
 996         struct work_struct *work;
 997         struct list_head *cmd_list;
 998
 999         spin_lock_irq(&lo->lo_work_lock);
1000
1001         if (queue_on_root_worker(cmd->blkcg_css))
1002                 goto queue_work;
1003
1004         node = &lo->worker_tree.rb_node;
1005
1006         while (*node) {
1007                 parent = *node;
1008                 cur_worker = container_of(*node, struct loop_worker, rb_node);
1009                 if (cur_worker->blkcg_css == cmd->blkcg_css) {
1010                         worker = cur_worker;
1011                         break;
1012                 } else if ((long)cur_worker->blkcg_css < (long)cmd->blkcg_css) {
1013                         node = &(*node)->rb_left;
1014                 } else {
1015                         node = &(*node)->rb_right;
1016                 }
1017         }
1018         if (worker)
1019                 goto queue_work;
1020
1021         worker = kzalloc(sizeof(struct loop_worker), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1022         /*
1023          * In the event we cannot allocate a worker, just queue on the
1024          * rootcg worker and issue the I/O as the rootcg
1025          */
1026         if (!worker) {
1027                 cmd->blkcg_css = NULL;
1028                 if (cmd->memcg_css)
1029                         css_put(cmd->memcg_css);
1030                 cmd->memcg_css = NULL;
1031                 goto queue_work;
1032         }
1033
1034         worker->blkcg_css = cmd->blkcg_css;
1035         css_get(worker->blkcg_css);
1036         INIT_WORK(&worker->work, loop_workfn);
1037         INIT_LIST_HEAD(&worker->cmd_list);
1038         INIT_LIST_HEAD(&worker->idle_list);
1039         worker->lo = lo;
1040         rb_link_node(&worker->rb_node, parent, node);
1041         rb_insert_color(&worker->rb_node, &lo->worker_tree);
1042 queue_work:
1043         if (worker) {
1044                 /*
1045                  * We need to remove from the idle list here while
1046                  * holding the lock so that the idle timer doesn't
1047                  * free the worker
1048                  */
1049                 if (!list_empty(&worker->idle_list))
1050                         list_del_init(&worker->idle_list);
1051                 work = &worker->work;
1052                 cmd_list = &worker->cmd_list;
1053         } else {
1054                 work = &lo->rootcg_work;
1055                 cmd_list = &lo->rootcg_cmd_list;
1056         }
1057         list_add_tail(&cmd->list_entry, cmd_list);
1058         queue_work(lo->workqueue, work);
1059         spin_unlock_irq(&lo->lo_work_lock);
1060 }
1061
1062 static void loop_update_rotational(struct loop_device *lo)
1063 {
1064         struct file *file = lo->lo_backing_file;
1065         struct inode *file_inode = file->f_mapping->host;
1066         struct block_device *file_bdev = file_inode->i_sb->s_bdev;
1067         struct request_queue *q = lo->lo_queue;
1068         bool nonrot = true;
1069
1070         /* not all filesystems (e.g. tmpfs) have a sb->s_bdev */
1071         if (file_bdev)
1072                 nonrot = blk_queue_nonrot(bdev_get_queue(file_bdev));
1073
1074         if (nonrot)
1075                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NONROT, q);
1076         else
1077                 blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_NONROT, q);
1078 }
1079
1080 static int
1081 loop_release_xfer(struct loop_device *lo)
1082 {
1083         int err = 0;
1084         struct loop_func_table *xfer = lo->lo_encryption;
1085
1086         if (xfer) {
1087                 if (xfer->release)
1088                         err = xfer->release(lo);
1089                 lo->transfer = NULL;
1090                 lo->lo_encryption = NULL;
1091                 module_put(xfer->owner);
1092         }
1093         return err;
1094 }
1095
1096 static int
1097 loop_init_xfer(struct loop_device *lo, struct loop_func_table *xfer,
1098                const struct loop_info64 *i)
1099 {
1100         int err = 0;
1101
1102         if (xfer) {
1103                 struct module *owner = xfer->owner;
1104
1105                 if (!try_module_get(owner))
1106                         return -EINVAL;
1107                 if (xfer->init)
1108                         err = xfer->init(lo, i);
1109                 if (err)
1110                         module_put(owner);
1111                 else
1112                         lo->lo_encryption = xfer;
1113         }
1114         return err;
1115 }
1116
1117 /**
1118  * loop_set_status_from_info - configure device from loop_info
1119  * @lo: struct loop_device to configure
1120  * @info: struct loop_info64 to configure the device with
1121  *
1122  * Configures the loop device parameters according to the passed
1123  * in loop_info64 configuration.
1124  */
1125 static int
1126 loop_set_status_from_info(struct loop_device *lo,
1127                           const struct loop_info64 *info)
1128 {
1129         int err;
1130         struct loop_func_table *xfer;
1131         kuid_t uid = current_uid();
1132
1133         if ((unsigned int) info->lo_encrypt_key_size > LO_KEY_SIZE)
1134                 return -EINVAL;
1135
1136         err = loop_release_xfer(lo);
1137         if (err)
1138                 return err;
1139
1140         if (info->lo_encrypt_type) {
1141                 unsigned int type = info->lo_encrypt_type;
1142
1143                 if (type >= MAX_LO_CRYPT)
1144                         return -EINVAL;
1145                 xfer = xfer_funcs[type];
1146                 if (xfer == NULL)
1147                         return -EINVAL;
1148         } else
1149                 xfer = NULL;
1150
1151         err = loop_init_xfer(lo, xfer, info);
1152         if (err)
1153                 return err;
1154
1155         lo->lo_offset = info->lo_offset;
1156         lo->lo_sizelimit = info->lo_sizelimit;
1157
1158         /* loff_t vars have been assigned __u64 */
1159         if (lo->lo_offset < 0 || lo->lo_sizelimit < 0)
1160                 return -EOVERFLOW;
1161
1162         memcpy(lo->lo_file_name, info->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1163         memcpy(lo->lo_crypt_name, info->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1164         lo->lo_file_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1165         lo->lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE-1] = 0;
1166
1167         if (!xfer)
1168                 xfer = &none_funcs;
1169         lo->transfer = xfer->transfer;
1170         lo->ioctl = xfer->ioctl;
1171
1172         lo->lo_flags = info->lo_flags;
1173
1174         lo->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1175         lo->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1176         lo->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1177         if (info->lo_encrypt_key_size) {
1178                 memcpy(lo->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key,
1179                        info->lo_encrypt_key_size);
1180                 lo->lo_key_owner = uid;
1181         }
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static int loop_configure(struct loop_device *lo, fmode_t mode,
1187                           struct block_device *bdev,
1188                           const struct loop_config *config)
1189 {
1190         struct file *file = fget(config->fd);
1191         struct inode *inode;
1192         struct address_space *mapping;
1193         int error;
1194         loff_t size;
1195         bool partscan;
1196         unsigned short bsize;
1197         bool is_loop;
1198
1199         if (!file)
1200                 return -EBADF;
1201         is_loop = is_loop_device(file);
1202
1203         /* This is safe, since we have a reference from open(). */
1204         __module_get(THIS_MODULE);
1205
1206         /*
1207          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
1208          * here to avoid changing device under exclusive owner.
1209          */
1210         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
1211                 error = bd_prepare_to_claim(bdev, loop_configure);
1212                 if (error)
1213                         goto out_putf;
1214         }
1215
1216         error = loop_global_lock_killable(lo, is_loop);
1217         if (error)
1218                 goto out_bdev;
1219
1220         error = -EBUSY;
1221         if (lo->lo_state != Lo_unbound)
1222                 goto out_unlock;
1223
1224         error = loop_validate_file(file, bdev);
1225         if (error)
1226                 goto out_unlock;
1227
1228         mapping = file->f_mapping;
1229         inode = mapping->host;
1230
1231         if ((config->info.lo_flags & ~LOOP_CONFIGURE_SETTABLE_FLAGS) != 0) {
1232                 error = -EINVAL;
1233                 goto out_unlock;
1234         }
1235
1236         if (config->block_size) {
1237                 error = blk_validate_block_size(config->block_size);
1238                 if (error)
1239                         goto out_unlock;
1240         }
1241
1242         error = loop_set_status_from_info(lo, &config->info);
1243         if (error)
1244                 goto out_unlock;
1245
1246         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE) || !(mode & FMODE_WRITE) ||
1247             !file->f_op->write_iter)
1248                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
1249
1250         lo->workqueue = alloc_workqueue("loop%d",
1251                                         WQ_UNBOUND | WQ_FREEZABLE,
1252                                         0,
1253                                         lo->lo_number);
1254         if (!lo->workqueue) {
1255                 error = -ENOMEM;
1256                 goto out_unlock;
1257         }
1258
1259         disk_force_media_change(lo->lo_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1260         set_disk_ro(lo->lo_disk, (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
1261
1262         INIT_WORK(&lo->rootcg_work, loop_rootcg_workfn);
1263         INIT_LIST_HEAD(&lo->rootcg_cmd_list);
1264         INIT_LIST_HEAD(&lo->idle_worker_list);
1265         lo->worker_tree = RB_ROOT;
1266         timer_setup(&lo->timer, loop_free_idle_workers,
1267                 TIMER_DEFERRABLE);
1268         lo->use_dio = lo->lo_flags & LO_FLAGS_DIRECT_IO;
1269         lo->lo_device = bdev;
1270         lo->lo_backing_file = file;
1271         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
1272         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
1273
1274         if (!(lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) && file->f_op->fsync)
1275                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, true, false);
1276
1277         if (config->block_size)
1278                 bsize = config->block_size;
1279         else if ((lo->lo_backing_file->f_flags & O_DIRECT) && inode->i_sb->s_bdev)
1280                 /* In case of direct I/O, match underlying block size */
1281                 bsize = bdev_logical_block_size(inode->i_sb->s_bdev);
1282         else
1283                 bsize = 512;
1284
1285         blk_queue_logical_block_size(lo->lo_queue, bsize);
1286         blk_queue_physical_block_size(lo->lo_queue, bsize);
1287         blk_queue_io_min(lo->lo_queue, bsize);
1288
1289         loop_config_discard(lo);
1290         loop_update_rotational(lo);
1291         loop_update_dio(lo);
1292         loop_sysfs_init(lo);
1293
1294         size = get_loop_size(lo, file);
1295         loop_set_size(lo, size);
1296
1297         /* Order wrt reading lo_state in loop_validate_file(). */
1298         wmb();
1299
1300         lo->lo_state = Lo_bound;
1301         if (part_shift)
1302                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_PARTSCAN;
1303         partscan = lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN;
1304         if (partscan)
1305                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1306
1307         loop_global_unlock(lo, is_loop);
1308         if (partscan)
1309                 loop_reread_partitions(lo);
1310         if (!(mode & FMODE_EXCL))
1311                 bd_abort_claiming(bdev, loop_configure);
1312         return 0;
1313
1314 out_unlock:
1315         loop_global_unlock(lo, is_loop);
1316 out_bdev:
1317         if (!(mode & FMODE_EXCL))
1318                 bd_abort_claiming(bdev, loop_configure);
1319 out_putf:
1320         fput(file);
1321         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1322         module_put(THIS_MODULE);
1323         return error;
1324 }
1325
1326 static int __loop_clr_fd(struct loop_device *lo, bool release)
1327 {
1328         struct file *filp = NULL;
1329         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
1330         struct block_device *bdev = lo->lo_device;
1331         int err = 0;
1332         bool partscan = false;
1333         int lo_number;
1334         struct loop_worker *pos, *worker;
1335
1336         /*
1337          * Flush loop_configure() and loop_change_fd(). It is acceptable for
1338          * loop_validate_file() to succeed, for actual clear operation has not
1339          * started yet.
1340          */
1341         mutex_lock(&loop_validate_mutex);
1342         mutex_unlock(&loop_validate_mutex);
1343         /*
1344          * loop_validate_file() now fails because l->lo_state != Lo_bound
1345          * became visible.
1346          */
1347
1348         mutex_lock(&lo->lo_mutex);
1349         if (WARN_ON_ONCE(lo->lo_state != Lo_rundown)) {
1350                 err = -ENXIO;
1351                 goto out_unlock;
1352         }
1353
1354         filp = lo->lo_backing_file;
1355         if (filp == NULL) {
1356                 err = -EINVAL;
1357                 goto out_unlock;
1358         }
1359
1360         if (test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &lo->lo_queue->queue_flags))
1361                 blk_queue_write_cache(lo->lo_queue, false, false);
1362
1363         /* freeze request queue during the transition */
1364         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1365
1366         destroy_workqueue(lo->workqueue);
1367         spin_lock_irq(&lo->lo_work_lock);
1368         list_for_each_entry_safe(worker, pos, &lo->idle_worker_list,
1369                                 idle_list) {
1370                 list_del(&worker->idle_list);
1371                 rb_erase(&worker->rb_node, &lo->worker_tree);
1372                 css_put(worker->blkcg_css);
1373                 kfree(worker);
1374         }
1375         spin_unlock_irq(&lo->lo_work_lock);
1376         del_timer_sync(&lo->timer);
1377
1378         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
1379         lo->lo_backing_file = NULL;
1380         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
1381
1382         loop_release_xfer(lo);
1383         lo->transfer = NULL;
1384         lo->ioctl = NULL;
1385         lo->lo_device = NULL;
1386         lo->lo_encryption = NULL;
1387         lo->lo_offset = 0;
1388         lo->lo_sizelimit = 0;
1389         lo->lo_encrypt_key_size = 0;
1390         memset(lo->lo_encrypt_key, 0, LO_KEY_SIZE);
1391         memset(lo->lo_crypt_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1392         memset(lo->lo_file_name, 0, LO_NAME_SIZE);
1393         blk_queue_logical_block_size(lo->lo_queue, 512);
1394         blk_queue_physical_block_size(lo->lo_queue, 512);
1395         blk_queue_io_min(lo->lo_queue, 512);
1396         if (bdev) {
1397                 invalidate_bdev(bdev);
1398                 bdev->bd_inode->i_mapping->wb_err = 0;
1399         }
1400         set_capacity(lo->lo_disk, 0);
1401         loop_sysfs_exit(lo);
1402         if (bdev) {
1403                 /* let user-space know about this change */
1404                 kobject_uevent(&disk_to_dev(bdev->bd_disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1405         }
1406         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
1407         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
1408         module_put(THIS_MODULE);
1409         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1410
1411         partscan = lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN && bdev;
1412         lo_number = lo->lo_number;
1413         disk_force_media_change(lo->lo_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1414 out_unlock:
1415         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1416         if (partscan) {
1417                 /*
1418                  * open_mutex has been held already in release path, so don't
1419                  * acquire it if this function is called in such case.
1420                  *
1421                  * If the reread partition isn't from release path, lo_refcnt
1422                  * must be at least one and it can only become zero when the
1423                  * current holder is released.
1424                  */
1425                 if (!release)
1426                         mutex_lock(&lo->lo_disk->open_mutex);
1427                 err = bdev_disk_changed(lo->lo_disk, false);
1428                 if (!release)
1429                         mutex_unlock(&lo->lo_disk->open_mutex);
1430                 if (err)
1431                         pr_warn("%s: partition scan of loop%d failed (rc=%d)\n",
1432                                 __func__, lo_number, err);
1433                 /* Device is gone, no point in returning error */
1434                 err = 0;
1435         }
1436
1437         /*
1438          * lo->lo_state is set to Lo_unbound here after above partscan has
1439          * finished.
1440          *
1441          * There cannot be anybody else entering __loop_clr_fd() as
1442          * lo->lo_backing_file is already cleared and Lo_rundown state
1443          * protects us from all the other places trying to change the 'lo'
1444          * device.
1445          */
1446         mutex_lock(&lo->lo_mutex);
1447         lo->lo_flags = 0;
1448         if (!part_shift)
1449                 lo->lo_disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1450         lo->lo_state = Lo_unbound;
1451         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1452
1453         /*
1454          * Need not hold lo_mutex to fput backing file. Calling fput holding
1455          * lo_mutex triggers a circular lock dependency possibility warning as
1456          * fput can take open_mutex which is usually taken before lo_mutex.
1457          */
1458         if (filp)
1459                 fput(filp);
1460         return err;
1461 }
1462
1463 static int loop_clr_fd(struct loop_device *lo)
1464 {
1465         int err;
1466
1467         err = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
1468         if (err)
1469                 return err;
1470         if (lo->lo_state != Lo_bound) {
1471                 mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1472                 return -ENXIO;
1473         }
1474         /*
1475          * If we've explicitly asked to tear down the loop device,
1476          * and it has an elevated reference count, set it for auto-teardown when
1477          * the last reference goes away. This stops $!~#$@ udev from
1478          * preventing teardown because it decided that it needs to run blkid on
1479          * the loopback device whenever they appear. xfstests is notorious for
1480          * failing tests because blkid via udev races with a losetup
1481          * <dev>/do something like mkfs/losetup -d <dev> causing the losetup -d
1482          * command to fail with EBUSY.
1483          */
1484         if (atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 1) {
1485                 lo->lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR;
1486                 mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1487                 return 0;
1488         }
1489         lo->lo_state = Lo_rundown;
1490         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1491
1492         return __loop_clr_fd(lo, false);
1493 }
1494
1495 static int
1496 loop_set_status(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 *info)
1497 {
1498         int err;
1499         kuid_t uid = current_uid();
1500         int prev_lo_flags;
1501         bool partscan = false;
1502         bool size_changed = false;
1503
1504         err = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
1505         if (err)
1506                 return err;
1507         if (lo->lo_encrypt_key_size &&
1508             !uid_eq(lo->lo_key_owner, uid) &&
1509             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1510                 err = -EPERM;
1511                 goto out_unlock;
1512         }
1513         if (lo->lo_state != Lo_bound) {
1514                 err = -ENXIO;
1515                 goto out_unlock;
1516         }
1517
1518         if (lo->lo_offset != info->lo_offset ||
1519             lo->lo_sizelimit != info->lo_sizelimit) {
1520                 size_changed = true;
1521                 sync_blockdev(lo->lo_device);
1522                 invalidate_bdev(lo->lo_device);
1523         }
1524
1525         /* I/O need to be drained during transfer transition */
1526         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1527
1528         if (size_changed && lo->lo_device->bd_inode->i_mapping->nrpages) {
1529                 /* If any pages were dirtied after invalidate_bdev(), try again */
1530                 err = -EAGAIN;
1531                 pr_warn("%s: loop%d (%s) has still dirty pages (nrpages=%lu)\n",
1532                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name,
1533                         lo->lo_device->bd_inode->i_mapping->nrpages);
1534                 goto out_unfreeze;
1535         }
1536
1537         prev_lo_flags = lo->lo_flags;
1538
1539         err = loop_set_status_from_info(lo, info);
1540         if (err)
1541                 goto out_unfreeze;
1542
1543         /* Mask out flags that can't be set using LOOP_SET_STATUS. */
1544         lo->lo_flags &= LOOP_SET_STATUS_SETTABLE_FLAGS;
1545         /* For those flags, use the previous values instead */
1546         lo->lo_flags |= prev_lo_flags & ~LOOP_SET_STATUS_SETTABLE_FLAGS;
1547         /* For flags that can't be cleared, use previous values too */
1548         lo->lo_flags |= prev_lo_flags & ~LOOP_SET_STATUS_CLEARABLE_FLAGS;
1549
1550         if (size_changed) {
1551                 loff_t new_size = get_size(lo->lo_offset, lo->lo_sizelimit,
1552                                            lo->lo_backing_file);
1553                 loop_set_size(lo, new_size);
1554         }
1555
1556         loop_config_discard(lo);
1557
1558         /* update dio if lo_offset or transfer is changed */
1559         __loop_update_dio(lo, lo->use_dio);
1560
1561 out_unfreeze:
1562         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1563
1564         if (!err && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN) &&
1565              !(prev_lo_flags & LO_FLAGS_PARTSCAN)) {
1566                 lo->lo_disk->flags &= ~GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
1567                 partscan = true;
1568         }
1569 out_unlock:
1570         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1571         if (partscan)
1572                 loop_reread_partitions(lo);
1573
1574         return err;
1575 }
1576
1577 static int
1578 loop_get_status(struct loop_device *lo, struct loop_info64 *info)
1579 {
1580         struct path path;
1581         struct kstat stat;
1582         int ret;
1583
1584         ret = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
1585         if (ret)
1586                 return ret;
1587         if (lo->lo_state != Lo_bound) {
1588                 mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1589                 return -ENXIO;
1590         }
1591
1592         memset(info, 0, sizeof(*info));
1593         info->lo_number = lo->lo_number;
1594         info->lo_offset = lo->lo_offset;
1595         info->lo_sizelimit = lo->lo_sizelimit;
1596         info->lo_flags = lo->lo_flags;
1597         memcpy(info->lo_file_name, lo->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1598         memcpy(info->lo_crypt_name, lo->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1599         info->lo_encrypt_type =
1600                 lo->lo_encryption ? lo->lo_encryption->number : 0;
1601         if (lo->lo_encrypt_key_size && capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1602                 info->lo_encrypt_key_size = lo->lo_encrypt_key_size;
1603                 memcpy(info->lo_encrypt_key, lo->lo_encrypt_key,
1604                        lo->lo_encrypt_key_size);
1605         }
1606
1607         /* Drop lo_mutex while we call into the filesystem. */
1608         path = lo->lo_backing_file->f_path;
1609         path_get(&path);
1610         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1611         ret = vfs_getattr(&path, &stat, STATX_INO, AT_STATX_SYNC_AS_STAT);
1612         if (!ret) {
1613                 info->lo_device = huge_encode_dev(stat.dev);
1614                 info->lo_inode = stat.ino;
1615                 info->lo_rdevice = huge_encode_dev(stat.rdev);
1616         }
1617         path_put(&path);
1618         return ret;
1619 }
1620
1621 static void
1622 loop_info64_from_old(const struct loop_info *info, struct loop_info64 *info64)
1623 {
1624         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1625         info64->lo_number = info->lo_number;
1626         info64->lo_device = info->lo_device;
1627         info64->lo_inode = info->lo_inode;
1628         info64->lo_rdevice = info->lo_rdevice;
1629         info64->lo_offset = info->lo_offset;
1630         info64->lo_sizelimit = 0;
1631         info64->lo_encrypt_type = info->lo_encrypt_type;
1632         info64->lo_encrypt_key_size = info->lo_encrypt_key_size;
1633         info64->lo_flags = info->lo_flags;
1634         info64->lo_init[0] = info->lo_init[0];
1635         info64->lo_init[1] = info->lo_init[1];
1636         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1637                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1638         else
1639                 memcpy(info64->lo_file_name, info->lo_name, LO_NAME_SIZE);
1640         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1641 }
1642
1643 static int
1644 loop_info64_to_old(const struct loop_info64 *info64, struct loop_info *info)
1645 {
1646         memset(info, 0, sizeof(*info));
1647         info->lo_number = info64->lo_number;
1648         info->lo_device = info64->lo_device;
1649         info->lo_inode = info64->lo_inode;
1650         info->lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1651         info->lo_offset = info64->lo_offset;
1652         info->lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1653         info->lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1654         info->lo_flags = info64->lo_flags;
1655         info->lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1656         info->lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1657         if (info->lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1658                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1659         else
1660                 memcpy(info->lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1661         memcpy(info->lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1662
1663         /* error in case values were truncated */
1664         if (info->lo_device != info64->lo_device ||
1665             info->lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1666             info->lo_inode != info64->lo_inode ||
1667             info->lo_offset != info64->lo_offset)
1668                 return -EOVERFLOW;
1669
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 static int
1674 loop_set_status_old(struct loop_device *lo, const struct loop_info __user *arg)
1675 {
1676         struct loop_info info;
1677         struct loop_info64 info64;
1678
1679         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof (struct loop_info)))
1680                 return -EFAULT;
1681         loop_info64_from_old(&info, &info64);
1682         return loop_set_status(lo, &info64);
1683 }
1684
1685 static int
1686 loop_set_status64(struct loop_device *lo, const struct loop_info64 __user *arg)
1687 {
1688         struct loop_info64 info64;
1689
1690         if (copy_from_user(&info64, arg, sizeof (struct loop_info64)))
1691                 return -EFAULT;
1692         return loop_set_status(lo, &info64);
1693 }
1694
1695 static int
1696 loop_get_status_old(struct loop_device *lo, struct loop_info __user *arg) {
1697         struct loop_info info;
1698         struct loop_info64 info64;
1699         int err;
1700
1701         if (!arg)
1702                 return -EINVAL;
1703         err = loop_get_status(lo, &info64);
1704         if (!err)
1705                 err = loop_info64_to_old(&info64, &info);
1706         if (!err && copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1707                 err = -EFAULT;
1708
1709         return err;
1710 }
1711
1712 static int
1713 loop_get_status64(struct loop_device *lo, struct loop_info64 __user *arg) {
1714         struct loop_info64 info64;
1715         int err;
1716
1717         if (!arg)
1718                 return -EINVAL;
1719         err = loop_get_status(lo, &info64);
1720         if (!err && copy_to_user(arg, &info64, sizeof(info64)))
1721                 err = -EFAULT;
1722
1723         return err;
1724 }
1725
1726 static int loop_set_capacity(struct loop_device *lo)
1727 {
1728         loff_t size;
1729
1730         if (unlikely(lo->lo_state != Lo_bound))
1731                 return -ENXIO;
1732
1733         size = get_loop_size(lo, lo->lo_backing_file);
1734         loop_set_size(lo, size);
1735
1736         return 0;
1737 }
1738
1739 static int loop_set_dio(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1740 {
1741         int error = -ENXIO;
1742         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1743                 goto out;
1744
1745         __loop_update_dio(lo, !!arg);
1746         if (lo->use_dio == !!arg)
1747                 return 0;
1748         error = -EINVAL;
1749  out:
1750         return error;
1751 }
1752
1753 static int loop_set_block_size(struct loop_device *lo, unsigned long arg)
1754 {
1755         int err = 0;
1756
1757         if (lo->lo_state != Lo_bound)
1758                 return -ENXIO;
1759
1760         err = blk_validate_block_size(arg);
1761         if (err)
1762                 return err;
1763
1764         if (lo->lo_queue->limits.logical_block_size == arg)
1765                 return 0;
1766
1767         sync_blockdev(lo->lo_device);
1768         invalidate_bdev(lo->lo_device);
1769
1770         blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
1771
1772         /* invalidate_bdev should have truncated all the pages */
1773         if (lo->lo_device->bd_inode->i_mapping->nrpages) {
1774                 err = -EAGAIN;
1775                 pr_warn("%s: loop%d (%s) has still dirty pages (nrpages=%lu)\n",
1776                         __func__, lo->lo_number, lo->lo_file_name,
1777                         lo->lo_device->bd_inode->i_mapping->nrpages);
1778                 goto out_unfreeze;
1779         }
1780
1781         blk_queue_logical_block_size(lo->lo_queue, arg);
1782         blk_queue_physical_block_size(lo->lo_queue, arg);
1783         blk_queue_io_min(lo->lo_queue, arg);
1784         loop_update_dio(lo);
1785 out_unfreeze:
1786         blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
1787
1788         return err;
1789 }
1790
1791 static int lo_simple_ioctl(struct loop_device *lo, unsigned int cmd,
1792                            unsigned long arg)
1793 {
1794         int err;
1795
1796         err = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
1797         if (err)
1798                 return err;
1799         switch (cmd) {
1800         case LOOP_SET_CAPACITY:
1801                 err = loop_set_capacity(lo);
1802                 break;
1803         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1804                 err = loop_set_dio(lo, arg);
1805                 break;
1806         case LOOP_SET_BLOCK_SIZE:
1807                 err = loop_set_block_size(lo, arg);
1808                 break;
1809         default:
1810                 err = lo->ioctl ? lo->ioctl(lo, cmd, arg) : -EINVAL;
1811         }
1812         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
1813         return err;
1814 }
1815
1816 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1817         unsigned int cmd, unsigned long arg)
1818 {
1819         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
1820         void __user *argp = (void __user *) arg;
1821         int err;
1822
1823         switch (cmd) {
1824         case LOOP_SET_FD: {
1825                 /*
1826                  * Legacy case - pass in a zeroed out struct loop_config with
1827                  * only the file descriptor set , which corresponds with the
1828                  * default parameters we'd have used otherwise.
1829                  */
1830                 struct loop_config config;
1831
1832                 memset(&config, 0, sizeof(config));
1833                 config.fd = arg;
1834
1835                 return loop_configure(lo, mode, bdev, &config);
1836         }
1837         case LOOP_CONFIGURE: {
1838                 struct loop_config config;
1839
1840                 if (copy_from_user(&config, argp, sizeof(config)))
1841                         return -EFAULT;
1842
1843                 return loop_configure(lo, mode, bdev, &config);
1844         }
1845         case LOOP_CHANGE_FD:
1846                 return loop_change_fd(lo, bdev, arg);
1847         case LOOP_CLR_FD:
1848                 return loop_clr_fd(lo);
1849         case LOOP_SET_STATUS:
1850                 err = -EPERM;
1851                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1852                         err = loop_set_status_old(lo, argp);
1853                 }
1854                 break;
1855         case LOOP_GET_STATUS:
1856                 return loop_get_status_old(lo, argp);
1857         case LOOP_SET_STATUS64:
1858                 err = -EPERM;
1859                 if ((mode & FMODE_WRITE) || capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
1860                         err = loop_set_status64(lo, argp);
1861                 }
1862                 break;
1863         case LOOP_GET_STATUS64:
1864                 return loop_get_status64(lo, argp);
1865         case LOOP_SET_CAPACITY:
1866         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
1867         case LOOP_SET_BLOCK_SIZE:
1868                 if (!(mode & FMODE_WRITE) && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1869                         return -EPERM;
1870                 fallthrough;
1871         default:
1872                 err = lo_simple_ioctl(lo, cmd, arg);
1873                 break;
1874         }
1875
1876         return err;
1877 }
1878
1879 #ifdef CONFIG_COMPAT
1880 struct compat_loop_info {
1881         compat_int_t    lo_number;      /* ioctl r/o */
1882         compat_dev_t    lo_device;      /* ioctl r/o */
1883         compat_ulong_t  lo_inode;       /* ioctl r/o */
1884         compat_dev_t    lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
1885         compat_int_t    lo_offset;
1886         compat_int_t    lo_encrypt_type;
1887         compat_int_t    lo_encrypt_key_size;    /* ioctl w/o */
1888         compat_int_t    lo_flags;       /* ioctl r/o */
1889         char            lo_name[LO_NAME_SIZE];
1890         unsigned char   lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
1891         compat_ulong_t  lo_init[2];
1892         char            reserved[4];
1893 };
1894
1895 /*
1896  * Transfer 32-bit compatibility structure in userspace to 64-bit loop info
1897  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1898  */
1899 static noinline int
1900 loop_info64_from_compat(const struct compat_loop_info __user *arg,
1901                         struct loop_info64 *info64)
1902 {
1903         struct compat_loop_info info;
1904
1905         if (copy_from_user(&info, arg, sizeof(info)))
1906                 return -EFAULT;
1907
1908         memset(info64, 0, sizeof(*info64));
1909         info64->lo_number = info.lo_number;
1910         info64->lo_device = info.lo_device;
1911         info64->lo_inode = info.lo_inode;
1912         info64->lo_rdevice = info.lo_rdevice;
1913         info64->lo_offset = info.lo_offset;
1914         info64->lo_sizelimit = 0;
1915         info64->lo_encrypt_type = info.lo_encrypt_type;
1916         info64->lo_encrypt_key_size = info.lo_encrypt_key_size;
1917         info64->lo_flags = info.lo_flags;
1918         info64->lo_init[0] = info.lo_init[0];
1919         info64->lo_init[1] = info.lo_init[1];
1920         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1921                 memcpy(info64->lo_crypt_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1922         else
1923                 memcpy(info64->lo_file_name, info.lo_name, LO_NAME_SIZE);
1924         memcpy(info64->lo_encrypt_key, info.lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Transfer 64-bit loop info to 32-bit compatibility structure in userspace
1930  * - noinlined to reduce stack space usage in main part of driver
1931  */
1932 static noinline int
1933 loop_info64_to_compat(const struct loop_info64 *info64,
1934                       struct compat_loop_info __user *arg)
1935 {
1936         struct compat_loop_info info;
1937
1938         memset(&info, 0, sizeof(info));
1939         info.lo_number = info64->lo_number;
1940         info.lo_device = info64->lo_device;
1941         info.lo_inode = info64->lo_inode;
1942         info.lo_rdevice = info64->lo_rdevice;
1943         info.lo_offset = info64->lo_offset;
1944         info.lo_encrypt_type = info64->lo_encrypt_type;
1945         info.lo_encrypt_key_size = info64->lo_encrypt_key_size;
1946         info.lo_flags = info64->lo_flags;
1947         info.lo_init[0] = info64->lo_init[0];
1948         info.lo_init[1] = info64->lo_init[1];
1949         if (info.lo_encrypt_type == LO_CRYPT_CRYPTOAPI)
1950                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_crypt_name, LO_NAME_SIZE);
1951         else
1952                 memcpy(info.lo_name, info64->lo_file_name, LO_NAME_SIZE);
1953         memcpy(info.lo_encrypt_key, info64->lo_encrypt_key, LO_KEY_SIZE);
1954
1955         /* error in case values were truncated */
1956         if (info.lo_device != info64->lo_device ||
1957             info.lo_rdevice != info64->lo_rdevice ||
1958             info.lo_inode != info64->lo_inode ||
1959             info.lo_offset != info64->lo_offset ||
1960             info.lo_init[0] != info64->lo_init[0] ||
1961             info.lo_init[1] != info64->lo_init[1])
1962                 return -EOVERFLOW;
1963
1964         if (copy_to_user(arg, &info, sizeof(info)))
1965                 return -EFAULT;
1966         return 0;
1967 }
1968
1969 static int
1970 loop_set_status_compat(struct loop_device *lo,
1971                        const struct compat_loop_info __user *arg)
1972 {
1973         struct loop_info64 info64;
1974         int ret;
1975
1976         ret = loop_info64_from_compat(arg, &info64);
1977         if (ret < 0)
1978                 return ret;
1979         return loop_set_status(lo, &info64);
1980 }
1981
1982 static int
1983 loop_get_status_compat(struct loop_device *lo,
1984                        struct compat_loop_info __user *arg)
1985 {
1986         struct loop_info64 info64;
1987         int err;
1988
1989         if (!arg)
1990                 return -EINVAL;
1991         err = loop_get_status(lo, &info64);
1992         if (!err)
1993                 err = loop_info64_to_compat(&info64, arg);
1994         return err;
1995 }
1996
1997 static int lo_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1998                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1999 {
2000         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
2001         int err;
2002
2003         switch(cmd) {
2004         case LOOP_SET_STATUS:
2005                 err = loop_set_status_compat(lo,
2006                              (const struct compat_loop_info __user *)arg);
2007                 break;
2008         case LOOP_GET_STATUS:
2009                 err = loop_get_status_compat(lo,
2010                                      (struct compat_loop_info __user *)arg);
2011                 break;
2012         case LOOP_SET_CAPACITY:
2013         case LOOP_CLR_FD:
2014         case LOOP_GET_STATUS64:
2015         case LOOP_SET_STATUS64:
2016         case LOOP_CONFIGURE:
2017                 arg = (unsigned long) compat_ptr(arg);
2018                 fallthrough;
2019         case LOOP_SET_FD:
2020         case LOOP_CHANGE_FD:
2021         case LOOP_SET_BLOCK_SIZE:
2022         case LOOP_SET_DIRECT_IO:
2023                 err = lo_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
2024                 break;
2025         default:
2026                 err = -ENOIOCTLCMD;
2027                 break;
2028         }
2029         return err;
2030 }
2031 #endif
2032
2033 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
2034 {
2035         struct loop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
2036         int err;
2037
2038         err = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
2039         if (err)
2040                 return err;
2041         if (lo->lo_state == Lo_deleting)
2042                 err = -ENXIO;
2043         else
2044                 atomic_inc(&lo->lo_refcnt);
2045         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
2046         return err;
2047 }
2048
2049 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
2050 {
2051         struct loop_device *lo = disk->private_data;
2052
2053         mutex_lock(&lo->lo_mutex);
2054         if (atomic_dec_return(&lo->lo_refcnt))
2055                 goto out_unlock;
2056
2057         if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_AUTOCLEAR) {
2058                 if (lo->lo_state != Lo_bound)
2059                         goto out_unlock;
2060                 lo->lo_state = Lo_rundown;
2061                 mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
2062                 /*
2063                  * In autoclear mode, stop the loop thread
2064                  * and remove configuration after last close.
2065                  */
2066                 __loop_clr_fd(lo, true);
2067                 return;
2068         } else if (lo->lo_state == Lo_bound) {
2069                 /*
2070                  * Otherwise keep thread (if running) and config,
2071                  * but flush possible ongoing bios in thread.
2072                  */
2073                 blk_mq_freeze_queue(lo->lo_queue);
2074                 blk_mq_unfreeze_queue(lo->lo_queue);
2075         }
2076
2077 out_unlock:
2078         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
2079 }
2080
2081 static const struct block_device_operations lo_fops = {
2082         .owner =        THIS_MODULE,
2083         .open =         lo_open,
2084         .release =      lo_release,
2085         .ioctl =        lo_ioctl,
2086 #ifdef CONFIG_COMPAT
2087         .compat_ioctl = lo_compat_ioctl,
2088 #endif
2089 };
2090
2091 /*
2092  * And now the modules code and kernel interface.
2093  */
2094 static int max_loop;
2095 module_param(max_loop, int, 0444);
2096 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "Maximum number of loop devices");
2097 module_param(max_part, int, 0444);
2098 MODULE_PARM_DESC(max_part, "Maximum number of partitions per loop device");
2099 MODULE_LICENSE("GPL");
2100 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(LOOP_MAJOR);
2101
2102 int loop_register_transfer(struct loop_func_table *funcs)
2103 {
2104         unsigned int n = funcs->number;
2105
2106         if (n >= MAX_LO_CRYPT || xfer_funcs[n])
2107                 return -EINVAL;
2108         xfer_funcs[n] = funcs;
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 int loop_unregister_transfer(int number)
2113 {
2114         unsigned int n = number;
2115         struct loop_func_table *xfer;
2116
2117         if (n == 0 || n >= MAX_LO_CRYPT || (xfer = xfer_funcs[n]) == NULL)
2118                 return -EINVAL;
2119         /*
2120          * This function is called from only cleanup_cryptoloop().
2121          * Given that each loop device that has a transfer enabled holds a
2122          * reference to the module implementing it we should never get here
2123          * with a transfer that is set (unless forced module unloading is
2124          * requested). Thus, check module's refcount and warn if this is
2125          * not a clean unloading.
2126          */
2127 #ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD
2128         if (xfer->owner && module_refcount(xfer->owner) != -1)
2129                 pr_err("Danger! Unregistering an in use transfer function.\n");
2130 #endif
2131
2132         xfer_funcs[n] = NULL;
2133         return 0;
2134 }
2135
2136 EXPORT_SYMBOL(loop_register_transfer);
2137 EXPORT_SYMBOL(loop_unregister_transfer);
2138
2139 static blk_status_t loop_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2140                 const struct blk_mq_queue_data *bd)
2141 {
2142         struct request *rq = bd->rq;
2143         struct loop_cmd *cmd = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
2144         struct loop_device *lo = rq->q->queuedata;
2145
2146         blk_mq_start_request(rq);
2147
2148         if (lo->lo_state != Lo_bound)
2149                 return BLK_STS_IOERR;
2150
2151         switch (req_op(rq)) {
2152         case REQ_OP_FLUSH:
2153         case REQ_OP_DISCARD:
2154         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2155                 cmd->use_aio = false;
2156                 break;
2157         default:
2158                 cmd->use_aio = lo->use_dio;
2159                 break;
2160         }
2161
2162         /* always use the first bio's css */
2163         cmd->blkcg_css = NULL;
2164         cmd->memcg_css = NULL;
2165 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2166         if (rq->bio && rq->bio->bi_blkg) {
2167                 cmd->blkcg_css = &bio_blkcg(rq->bio)->css;
2168 #ifdef CONFIG_MEMCG
2169                 cmd->memcg_css =
2170                         cgroup_get_e_css(cmd->blkcg_css->cgroup,
2171                                         &memory_cgrp_subsys);
2172 #endif
2173         }
2174 #endif
2175         loop_queue_work(lo, cmd);
2176
2177         return BLK_STS_OK;
2178 }
2179
2180 static void loop_handle_cmd(struct loop_cmd *cmd)
2181 {
2182         struct request *rq = blk_mq_rq_from_pdu(cmd);
2183         const bool write = op_is_write(req_op(rq));
2184         struct loop_device *lo = rq->q->queuedata;
2185         int ret = 0;
2186         struct mem_cgroup *old_memcg = NULL;
2187
2188         if (write && (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)) {
2189                 ret = -EIO;
2190                 goto failed;
2191         }
2192
2193         if (cmd->blkcg_css)
2194                 kthread_associate_blkcg(cmd->blkcg_css);
2195         if (cmd->memcg_css)
2196                 old_memcg = set_active_memcg(
2197                         mem_cgroup_from_css(cmd->memcg_css));
2198
2199         ret = do_req_filebacked(lo, rq);
2200
2201         if (cmd->blkcg_css)
2202                 kthread_associate_blkcg(NULL);
2203
2204         if (cmd->memcg_css) {
2205                 set_active_memcg(old_memcg);
2206                 css_put(cmd->memcg_css);
2207         }
2208  failed:
2209         /* complete non-aio request */
2210         if (!cmd->use_aio || ret) {
2211                 if (ret == -EOPNOTSUPP)
2212                         cmd->ret = ret;
2213                 else
2214                         cmd->ret = ret ? -EIO : 0;
2215                 if (likely(!blk_should_fake_timeout(rq->q)))
2216                         blk_mq_complete_request(rq);
2217         }
2218 }
2219
2220 static void loop_set_timer(struct loop_device *lo)
2221 {
2222         timer_reduce(&lo->timer, jiffies + LOOP_IDLE_WORKER_TIMEOUT);
2223 }
2224
2225 static void loop_process_work(struct loop_worker *worker,
2226                         struct list_head *cmd_list, struct loop_device *lo)
2227 {
2228         int orig_flags = current->flags;
2229         struct loop_cmd *cmd;
2230
2231         current->flags |= PF_LOCAL_THROTTLE | PF_MEMALLOC_NOIO;
2232         spin_lock_irq(&lo->lo_work_lock);
2233         while (!list_empty(cmd_list)) {
2234                 cmd = container_of(
2235                         cmd_list->next, struct loop_cmd, list_entry);
2236                 list_del(cmd_list->next);
2237                 spin_unlock_irq(&lo->lo_work_lock);
2238
2239                 loop_handle_cmd(cmd);
2240                 cond_resched();
2241
2242                 spin_lock_irq(&lo->lo_work_lock);
2243         }
2244
2245         /*
2246          * We only add to the idle list if there are no pending cmds
2247          * *and* the worker will not run again which ensures that it
2248          * is safe to free any worker on the idle list
2249          */
2250         if (worker && !work_pending(&worker->work)) {
2251                 worker->last_ran_at = jiffies;
2252                 list_add_tail(&worker->idle_list, &lo->idle_worker_list);
2253                 loop_set_timer(lo);
2254         }
2255         spin_unlock_irq(&lo->lo_work_lock);
2256         current->flags = orig_flags;
2257 }
2258
2259 static void loop_workfn(struct work_struct *work)
2260 {
2261         struct loop_worker *worker =
2262                 container_of(work, struct loop_worker, work);
2263         loop_process_work(worker, &worker->cmd_list, worker->lo);
2264 }
2265
2266 static void loop_rootcg_workfn(struct work_struct *work)
2267 {
2268         struct loop_device *lo =
2269                 container_of(work, struct loop_device, rootcg_work);
2270         loop_process_work(NULL, &lo->rootcg_cmd_list, lo);
2271 }
2272
2273 static void loop_free_idle_workers(struct timer_list *timer)
2274 {
2275         struct loop_device *lo = container_of(timer, struct loop_device, timer);
2276         struct loop_worker *pos, *worker;
2277
2278         spin_lock_irq(&lo->lo_work_lock);
2279         list_for_each_entry_safe(worker, pos, &lo->idle_worker_list,
2280                                 idle_list) {
2281                 if (time_is_after_jiffies(worker->last_ran_at +
2282                                                 LOOP_IDLE_WORKER_TIMEOUT))
2283                         break;
2284                 list_del(&worker->idle_list);
2285                 rb_erase(&worker->rb_node, &lo->worker_tree);
2286                 css_put(worker->blkcg_css);
2287                 kfree(worker);
2288         }
2289         if (!list_empty(&lo->idle_worker_list))
2290                 loop_set_timer(lo);
2291         spin_unlock_irq(&lo->lo_work_lock);
2292 }
2293
2294 static const struct blk_mq_ops loop_mq_ops = {
2295         .queue_rq       = loop_queue_rq,
2296         .complete       = lo_complete_rq,
2297 };
2298
2299 static int loop_add(int i)
2300 {
2301         struct loop_device *lo;
2302         struct gendisk *disk;
2303         int err;
2304
2305         err = -ENOMEM;
2306         lo = kzalloc(sizeof(*lo), GFP_KERNEL);
2307         if (!lo)
2308                 goto out;
2309         lo->lo_state = Lo_unbound;
2310
2311         err = mutex_lock_killable(&loop_ctl_mutex);
2312         if (err)
2313                 goto out_free_dev;
2314
2315         /* allocate id, if @id >= 0, we're requesting that specific id */
2316         if (i >= 0) {
2317                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, i, i + 1, GFP_KERNEL);
2318                 if (err == -ENOSPC)
2319                         err = -EEXIST;
2320         } else {
2321                 err = idr_alloc(&loop_index_idr, lo, 0, 0, GFP_KERNEL);
2322         }
2323         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2324         if (err < 0)
2325                 goto out_free_dev;
2326         i = err;
2327
2328         err = -ENOMEM;
2329         lo->tag_set.ops = &loop_mq_ops;
2330         lo->tag_set.nr_hw_queues = 1;
2331         lo->tag_set.queue_depth = 128;
2332         lo->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
2333         lo->tag_set.cmd_size = sizeof(struct loop_cmd);
2334         lo->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_STACKING |
2335                 BLK_MQ_F_NO_SCHED_BY_DEFAULT;
2336         lo->tag_set.driver_data = lo;
2337
2338         err = blk_mq_alloc_tag_set(&lo->tag_set);
2339         if (err)
2340                 goto out_free_idr;
2341
2342         disk = lo->lo_disk = blk_mq_alloc_disk(&lo->tag_set, lo);
2343         if (IS_ERR(disk)) {
2344                 err = PTR_ERR(disk);
2345                 goto out_cleanup_tags;
2346         }
2347         lo->lo_queue = lo->lo_disk->queue;
2348
2349         blk_queue_max_hw_sectors(lo->lo_queue, BLK_DEF_MAX_SECTORS);
2350
2351         /*
2352          * By default, we do buffer IO, so it doesn't make sense to enable
2353          * merge because the I/O submitted to backing file is handled page by
2354          * page. For directio mode, merge does help to dispatch bigger request
2355          * to underlayer disk. We will enable merge once directio is enabled.
2356          */
2357         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, lo->lo_queue);
2358
2359         /*
2360          * Disable partition scanning by default. The in-kernel partition
2361          * scanning can be requested individually per-device during its
2362          * setup. Userspace can always add and remove partitions from all
2363          * devices. The needed partition minors are allocated from the
2364          * extended minor space, the main loop device numbers will continue
2365          * to match the loop minors, regardless of the number of partitions
2366          * used.
2367          *
2368          * If max_part is given, partition scanning is globally enabled for
2369          * all loop devices. The minors for the main loop devices will be
2370          * multiples of max_part.
2371          *
2372          * Note: Global-for-all-devices, set-only-at-init, read-only module
2373          * parameteters like 'max_loop' and 'max_part' make things needlessly
2374          * complicated, are too static, inflexible and may surprise
2375          * userspace tools. Parameters like this in general should be avoided.
2376          */
2377         if (!part_shift)
2378                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
2379         disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
2380         atomic_set(&lo->lo_refcnt, 0);
2381         mutex_init(&lo->lo_mutex);
2382         lo->lo_number           = i;
2383         spin_lock_init(&lo->lo_lock);
2384         spin_lock_init(&lo->lo_work_lock);
2385         disk->major             = LOOP_MAJOR;
2386         disk->first_minor       = i << part_shift;
2387         disk->minors            = 1 << part_shift;
2388         disk->fops              = &lo_fops;
2389         disk->private_data      = lo;
2390         disk->queue             = lo->lo_queue;
2391         disk->events            = DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE;
2392         disk->event_flags       = DISK_EVENT_FLAG_UEVENT;
2393         sprintf(disk->disk_name, "loop%d", i);
2394         /* Make this loop device reachable from pathname. */
2395         add_disk(disk);
2396         /* Show this loop device. */
2397         mutex_lock(&loop_ctl_mutex);
2398         lo->idr_visible = true;
2399         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2400         return i;
2401
2402 out_cleanup_tags:
2403         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
2404 out_free_idr:
2405         mutex_lock(&loop_ctl_mutex);
2406         idr_remove(&loop_index_idr, i);
2407         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2408 out_free_dev:
2409         kfree(lo);
2410 out:
2411         return err;
2412 }
2413
2414 static void loop_remove(struct loop_device *lo)
2415 {
2416         /* Make this loop device unreachable from pathname. */
2417         del_gendisk(lo->lo_disk);
2418         blk_cleanup_disk(lo->lo_disk);
2419         blk_mq_free_tag_set(&lo->tag_set);
2420         mutex_lock(&loop_ctl_mutex);
2421         idr_remove(&loop_index_idr, lo->lo_number);
2422         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2423         /* There is no route which can find this loop device. */
2424         mutex_destroy(&lo->lo_mutex);
2425         kfree(lo);
2426 }
2427
2428 static void loop_probe(dev_t dev)
2429 {
2430         int idx = MINOR(dev) >> part_shift;
2431
2432         if (max_loop && idx >= max_loop)
2433                 return;
2434         loop_add(idx);
2435 }
2436
2437 static int loop_control_remove(int idx)
2438 {
2439         struct loop_device *lo;
2440         int ret;
2441
2442         if (idx < 0) {
2443                 pr_warn_once("deleting an unspecified loop device is not supported.\n");
2444                 return -EINVAL;
2445         }
2446
2447         /* Hide this loop device for serialization. */
2448         ret = mutex_lock_killable(&loop_ctl_mutex);
2449         if (ret)
2450                 return ret;
2451         lo = idr_find(&loop_index_idr, idx);
2452         if (!lo || !lo->idr_visible)
2453                 ret = -ENODEV;
2454         else
2455                 lo->idr_visible = false;
2456         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2457         if (ret)
2458                 return ret;
2459
2460         /* Check whether this loop device can be removed. */
2461         ret = mutex_lock_killable(&lo->lo_mutex);
2462         if (ret)
2463                 goto mark_visible;
2464         if (lo->lo_state != Lo_unbound ||
2465             atomic_read(&lo->lo_refcnt) > 0) {
2466                 mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
2467                 ret = -EBUSY;
2468                 goto mark_visible;
2469         }
2470         /* Mark this loop device no longer open()-able. */
2471         lo->lo_state = Lo_deleting;
2472         mutex_unlock(&lo->lo_mutex);
2473
2474         loop_remove(lo);
2475         return 0;
2476
2477 mark_visible:
2478         /* Show this loop device again. */
2479         mutex_lock(&loop_ctl_mutex);
2480         lo->idr_visible = true;
2481         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2482         return ret;
2483 }
2484
2485 static int loop_control_get_free(int idx)
2486 {
2487         struct loop_device *lo;
2488         int id, ret;
2489
2490         ret = mutex_lock_killable(&loop_ctl_mutex);
2491         if (ret)
2492                 return ret;
2493         idr_for_each_entry(&loop_index_idr, lo, id) {
2494                 /* Hitting a race results in creating a new loop device which is harmless. */
2495                 if (lo->idr_visible && data_race(lo->lo_state) == Lo_unbound)
2496                         goto found;
2497         }
2498         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2499         return loop_add(-1);
2500 found:
2501         mutex_unlock(&loop_ctl_mutex);
2502         return id;
2503 }
2504
2505 static long loop_control_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
2506                                unsigned long parm)
2507 {
2508         switch (cmd) {
2509         case LOOP_CTL_ADD:
2510                 return loop_add(parm);
2511         case LOOP_CTL_REMOVE:
2512                 return loop_control_remove(parm);
2513         case LOOP_CTL_GET_FREE:
2514                 return loop_control_get_free(parm);
2515         default:
2516                 return -ENOSYS;
2517         }
2518 }
2519
2520 static const struct file_operations loop_ctl_fops = {
2521         .open           = nonseekable_open,
2522         .unlocked_ioctl = loop_control_ioctl,
2523         .compat_ioctl   = loop_control_ioctl,
2524         .owner          = THIS_MODULE,
2525         .llseek         = noop_llseek,
2526 };
2527
2528 static struct miscdevice loop_misc = {
2529         .minor          = LOOP_CTRL_MINOR,
2530         .name           = "loop-control",
2531         .fops           = &loop_ctl_fops,
2532 };
2533
2534 MODULE_ALIAS_MISCDEV(LOOP_CTRL_MINOR);
2535 MODULE_ALIAS("devname:loop-control");
2536
2537 static int __init loop_init(void)
2538 {
2539         int i, nr;
2540         int err;
2541
2542         part_shift = 0;
2543         if (max_part > 0) {
2544                 part_shift = fls(max_part);
2545
2546                 /*
2547                  * Adjust max_part according to part_shift as it is exported
2548                  * to user space so that user can decide correct minor number
2549                  * if [s]he want to create more devices.
2550                  *
2551                  * Note that -1 is required because partition 0 is reserved
2552                  * for the whole disk.
2553                  */
2554                 max_part = (1UL << part_shift) - 1;
2555         }
2556
2557         if ((1UL << part_shift) > DISK_MAX_PARTS) {
2558                 err = -EINVAL;
2559                 goto err_out;
2560         }
2561
2562         if (max_loop > 1UL << (MINORBITS - part_shift)) {
2563                 err = -EINVAL;
2564                 goto err_out;
2565         }
2566
2567         /*
2568          * If max_loop is specified, create that many devices upfront.
2569          * This also becomes a hard limit. If max_loop is not specified,
2570          * create CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT loop devices at module
2571          * init time. Loop devices can be requested on-demand with the
2572          * /dev/loop-control interface, or be instantiated by accessing
2573          * a 'dead' device node.
2574          */
2575         if (max_loop)
2576                 nr = max_loop;
2577         else
2578                 nr = CONFIG_BLK_DEV_LOOP_MIN_COUNT;
2579
2580         err = misc_register(&loop_misc);
2581         if (err < 0)
2582                 goto err_out;
2583
2584
2585         if (__register_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop", loop_probe)) {
2586                 err = -EIO;
2587                 goto misc_out;
2588         }
2589
2590         /* pre-create number of devices given by config or max_loop */
2591         for (i = 0; i < nr; i++)
2592                 loop_add(i);
2593
2594         printk(KERN_INFO "loop: module loaded\n");
2595         return 0;
2596
2597 misc_out:
2598         misc_deregister(&loop_misc);
2599 err_out:
2600         return err;
2601 }
2602
2603 static void __exit loop_exit(void)
2604 {
2605         struct loop_device *lo;
2606         int id;
2607
2608         unregister_blkdev(LOOP_MAJOR, "loop");
2609         misc_deregister(&loop_misc);
2610
2611         /*
2612          * There is no need to use loop_ctl_mutex here, for nobody else can
2613          * access loop_index_idr when this module is unloading (unless forced
2614          * module unloading is requested). If this is not a clean unloading,
2615          * we have no means to avoid kernel crash.
2616          */
2617         idr_for_each_entry(&loop_index_idr, lo, id)
2618                 loop_remove(lo);
2619
2620         idr_destroy(&loop_index_idr);
2621 }
2622
2623 module_init(loop_init);
2624 module_exit(loop_exit);
2625
2626 #ifndef MODULE
2627 static int __init max_loop_setup(char *str)
2628 {
2629         max_loop = simple_strtol(str, NULL, 0);
2630         return 1;
2631 }
2632
2633 __setup("max_loop=", max_loop_setup);
2634 #endif