drivers/staging/lustre/lustre/llite/lloop.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  19  *
  20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  22  * have any questions.
  23  *
  24  * GPL HEADER END
  25  */
  26 /*
  27  * Copyright (c) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  28  * Use is subject to license terms.
  29  *
  30  * Copyright (c) 2011, 2012, Intel Corporation.
  31  */
  32 /*
  33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  35  */
  36
  37 /*
  38  *  linux/drivers/block/loop.c
  39  *
  40  *  Written by Theodore Ts'o, 3/29/93
  41  *
  42  * Copyright 1993 by Theodore Ts'o.  Redistribution of this file is
  43  * permitted under the GNU General Public License.
  44  *
  45  * Modularized and updated for 1.1.16 kernel - Mitch Dsouza 28th May 1994
  46  * Adapted for 1.3.59 kernel - Andries Brouwer, 1 Feb 1996
  47  *
  48  * Fixed do_loop_request() re-entrancy - Vincent.Renardias@waw.com Mar 20, 1997
  49  *
  50  * Added devfs support - Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au> 16-Jan-1998
  51  *
  52  * Handle sparse backing files correctly - Kenn Humborg, Jun 28, 1998
  53  *
  54  * Loadable modules and other fixes by AK, 1998
  55  *
  56  * Maximum number of loop devices now dynamic via max_loop module parameter.
  57  * Russell Kroll <rkroll@exploits.org> 19990701
  58  *
  59  * Maximum number of loop devices when compiled-in now selectable by passing
  60  * max_loop=<1-255> to the kernel on boot.
  61  * Erik I. Bols?, <eriki@himolde.no>, Oct 31, 1999
  62  *
  63  * Completely rewrite request handling to be make_request_fn style and
  64  * non blocking, pushing work to a helper thread. Lots of fixes from
  65  * Al Viro too.
  66  * Jens Axboe <axboe@suse.de>, Nov 2000
  67  *
  68  * Support up to 256 loop devices
  69  * Heinz Mauelshagen <mge@sistina.com>, Feb 2002
  70  *
  71  * Support for falling back on the write file operation when the address space
  72  * operations prepare_write and/or commit_write are not available on the
  73  * backing filesystem.
  74  * Anton Altaparmakov, 16 Feb 2005
  75  *
  76  * Still To Fix:
  77  * - Advisory locking is ignored here.
  78  * - Should use an own CAP_* category instead of CAP_SYS_ADMIN
  79  *
  80  */
  81
  82 #include <linux/module.h>
  83
  84 #include <linux/sched.h>
  85 #include <linux/fs.h>
  86 #include <linux/file.h>
  87 #include <linux/stat.h>
  88 #include <linux/errno.h>
  89 #include <linux/major.h>
  90 #include <linux/wait.h>
  91 #include <linux/blkdev.h>
  92 #include <linux/blkpg.h>
  93 #include <linux/init.h>
  94 #include <linux/swap.h>
  95 #include <linux/slab.h>
  96 #include <linux/suspend.h>
  97 #include <linux/writeback.h>
  98 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
  99 #include <linux/completion.h>
 100 #include <linux/highmem.h>
 101 #include <linux/gfp.h>
 102 #include <linux/pagevec.h>
 103 #include <linux/uaccess.h>
 104
 105 #include "../include/lustre_lib.h"
 106 #include "../include/lustre_lite.h"
 107 #include "llite_internal.h"
 108
 109 #define LLOOP_MAX_SEGMENTS      LNET_MAX_IOV
 110
 111 /* Possible states of device */
 112 enum {
 113         LLOOP_UNBOUND,
 114         LLOOP_BOUND,
 115         LLOOP_RUNDOWN,
 116 };
 117
 118 struct lloop_device {
 119         int               lo_number;
 120         int               lo_refcnt;
 121         loff_t         lo_offset;
 122         loff_t         lo_sizelimit;
 123         int               lo_flags;
 124         struct file      *lo_backing_file;
 125         struct block_device *lo_device;
 126         unsigned             lo_blocksize;
 127
 128         gfp_t             old_gfp_mask;
 129
 130         spinlock_t              lo_lock;
 131         struct bio              *lo_bio;
 132         struct bio              *lo_biotail;
 133         int                     lo_state;
 134         struct semaphore        lo_sem;
 135         struct mutex            lo_ctl_mutex;
 136         atomic_t         lo_pending;
 137         wait_queue_head_t         lo_bh_wait;
 138
 139         struct request_queue *lo_queue;
 140
 141         const struct lu_env *lo_env;
 142         struct cl_io     lo_io;
 143         struct ll_dio_pages  lo_pvec;
 144
 145         /* data to handle bio for lustre. */
 146         struct lo_request_data {
 147                 struct page *lrd_pages[LLOOP_MAX_SEGMENTS];
 148                 loff_t       lrd_offsets[LLOOP_MAX_SEGMENTS];
 149         } lo_requests[1];
 150 };
 151
 152 /*
 153  * Loop flags
 154  */
 155 enum {
 156         LO_FLAGS_READ_ONLY       = 1,
 157 };
 158
 159 static int lloop_major;
 160 #define MAX_LOOP_DEFAULT  16
 161 static int max_loop = MAX_LOOP_DEFAULT;
 162 static struct lloop_device *loop_dev;
 163 static struct gendisk **disks;
 164 static struct mutex lloop_mutex;
 165 static void *ll_iocontrol_magic;
 166
 167 static loff_t get_loop_size(struct lloop_device *lo, struct file *file)
 168 {
 169         loff_t size, offset, loopsize;
 170
 171         /* Compute loopsize in bytes */
 172         size = i_size_read(file->f_mapping->host);
 173         offset = lo->lo_offset;
 174         loopsize = size - offset;
 175         if (lo->lo_sizelimit > 0 && lo->lo_sizelimit < loopsize)
 176                 loopsize = lo->lo_sizelimit;
 177
 178         /*
 179          * Unfortunately, if we want to do I/O on the device,
 180          * the number of 512-byte sectors has to fit into a sector_t.
 181          */
 182         return loopsize >> 9;
 183 }
 184
 185 static int do_bio_lustrebacked(struct lloop_device *lo, struct bio *head)
 186 {
 187         const struct lu_env  *env   = lo->lo_env;
 188         struct cl_io     *io    = &lo->lo_io;
 189         struct inode     *inode = file_inode(lo->lo_backing_file);
 190         struct cl_object     *obj = ll_i2info(inode)->lli_clob;
 191         pgoff_t        offset;
 192         int                ret;
 193         int                rw;
 194         u32                page_count = 0;
 195         struct bio_vec       bvec;
 196         struct bvec_iter   iter;
 197         struct bio         *bio;
 198         ssize_t        bytes;
 199
 200         struct ll_dio_pages  *pvec = &lo->lo_pvec;
 201         struct page      **pages = pvec->ldp_pages;
 202         loff_t         *offsets = pvec->ldp_offsets;
 203
 204         truncate_inode_pages(inode->i_mapping, 0);
 205
 206         /* initialize the IO */
 207         memset(io, 0, sizeof(*io));
 208         io->ci_obj = obj;
 209         ret = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, obj);
 210         if (ret)
 211                 return io->ci_result;
 212         io->ci_lockreq = CILR_NEVER;
 213
 214         LASSERT(head != NULL);
 215         rw = head->bi_rw;
 216         for (bio = head; bio != NULL; bio = bio->bi_next) {
 217                 LASSERT(rw == bio->bi_rw);
 218
 219                 offset = (pgoff_t)(bio->bi_iter.bi_sector << 9) + lo->lo_offset;
 220                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
 221                         BUG_ON(bvec.bv_offset != 0);
 222                         BUG_ON(bvec.bv_len != PAGE_CACHE_SIZE);
 223
 224                         pages[page_count] = bvec.bv_page;
 225                         offsets[page_count] = offset;
 226                         page_count++;
 227                         offset += bvec.bv_len;
 228                 }
 229                 LASSERT(page_count <= LLOOP_MAX_SEGMENTS);
 230         }
 231
 232         ll_stats_ops_tally(ll_i2sbi(inode),
 233                         (rw == WRITE) ? LPROC_LL_BRW_WRITE : LPROC_LL_BRW_READ,
 234                         page_count);
 235
 236         pvec->ldp_size = page_count << PAGE_CACHE_SHIFT;
 237         pvec->ldp_nr = page_count;
 238
 239         /* FIXME: in ll_direct_rw_pages, it has to allocate many cl_page{}s to
 240          * write those pages into OST. Even worse case is that more pages
 241          * would be asked to write out to swap space, and then finally get here
 242          * again.
 243          * Unfortunately this is NOT easy to fix.
 244          * Thoughts on solution:
 245          * 0. Define a reserved pool for cl_pages, which could be a list of
 246          *    pre-allocated cl_pages;
 247          * 1. Define a new operation in cl_object_operations{}, says clo_depth,
 248          *    which measures how many layers for this lustre object. Generally
 249          *    speaking, the depth would be 2, one for llite, and one for lovsub.
 250          *    However, for SNS, there will be more since we need additional page
 251          *    to store parity;
 252          * 2. Reserve the # of (page_count * depth) cl_pages from the reserved
 253          *    pool. Afterwards, the clio would allocate the pages from reserved
 254          *    pool, this guarantees we needn't allocate the cl_pages from
 255          *    generic cl_page slab cache.
 256          *    Of course, if there is NOT enough pages in the pool, we might
 257          *    be asked to write less pages once, this purely depends on
 258          *    implementation. Anyway, we should be careful to avoid deadlocking.
 259          */
 260         mutex_lock(&inode->i_mutex);
 261         bytes = ll_direct_rw_pages(env, io, rw, inode, pvec);
 262         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 263         cl_io_fini(env, io);
 264         return (bytes == pvec->ldp_size) ? 0 : (int)bytes;
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Add bio to back of pending list
 269  */
 270 static void loop_add_bio(struct lloop_device *lo, struct bio *bio)
 271 {
 272         unsigned long flags;
 273
 274         spin_lock_irqsave(&lo->lo_lock, flags);
 275         if (lo->lo_biotail) {
 276                 lo->lo_biotail->bi_next = bio;
 277                 lo->lo_biotail = bio;
 278         } else
 279                 lo->lo_bio = lo->lo_biotail = bio;
 280         spin_unlock_irqrestore(&lo->lo_lock, flags);
 281
 282         atomic_inc(&lo->lo_pending);
 283         if (waitqueue_active(&lo->lo_bh_wait))
 284                 wake_up(&lo->lo_bh_wait);
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Grab first pending buffer
 289  */
 290 static unsigned int loop_get_bio(struct lloop_device *lo, struct bio **req)
 291 {
 292         struct bio *first;
 293         struct bio **bio;
 294         unsigned int count = 0;
 295         unsigned int page_count = 0;
 296         int rw;
 297
 298         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 299         first = lo->lo_bio;
 300         if (unlikely(first == NULL)) {
 301                 spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 302                 return 0;
 303         }
 304
 305         /* TODO: need to split the bio, too bad. */
 306         LASSERT(first->bi_vcnt <= LLOOP_MAX_SEGMENTS);
 307
 308         rw = first->bi_rw;
 309         bio = &lo->lo_bio;
 310         while (*bio && (*bio)->bi_rw == rw) {
 311                 CDEBUG(D_INFO, "bio sector %llu size %u count %u vcnt%u \n",
 312                        (unsigned long long)(*bio)->bi_iter.bi_sector,
 313                        (*bio)->bi_iter.bi_size,
 314                        page_count, (*bio)->bi_vcnt);
 315                 if (page_count + (*bio)->bi_vcnt > LLOOP_MAX_SEGMENTS)
 316                         break;
 317
 318                 page_count += (*bio)->bi_vcnt;
 319                 count++;
 320                 bio = &(*bio)->bi_next;
 321         }
 322         if (*bio) {
 323                 /* Some of bios can't be mergeable. */
 324                 lo->lo_bio = *bio;
 325                 *bio = NULL;
 326         } else {
 327                 /* Hit the end of queue */
 328                 lo->lo_biotail = NULL;
 329                 lo->lo_bio = NULL;
 330         }
 331         *req = first;
 332         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 333         return count;
 334 }
 335
 336 static void loop_make_request(struct request_queue *q, struct bio *old_bio)
 337 {
 338         struct lloop_device *lo = q->queuedata;
 339         int rw = bio_rw(old_bio);
 340         int inactive;
 341
 342         blk_queue_split(q, &old_bio, q->bio_split);
 343
 344         if (!lo)
 345                 goto err;
 346
 347         CDEBUG(D_INFO, "submit bio sector %llu size %u\n",
 348                (unsigned long long)old_bio->bi_iter.bi_sector,
 349                old_bio->bi_iter.bi_size);
 350
 351         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 352         inactive = lo->lo_state != LLOOP_BOUND;
 353         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 354         if (inactive)
 355                 goto err;
 356
 357         if (rw == WRITE) {
 358                 if (lo->lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY)
 359                         goto err;
 360         } else if (rw == READA) {
 361                 rw = READ;
 362         } else if (rw != READ) {
 363                 CERROR("lloop: unknown command (%x)\n", rw);
 364                 goto err;
 365         }
 366         loop_add_bio(lo, old_bio);
 367         return;
 368 err:
 369         bio_io_error(old_bio);
 370 }
 371
 372 static inline void loop_handle_bio(struct lloop_device *lo, struct bio *bio)
 373 {
 374         int ret;
 375
 376         ret = do_bio_lustrebacked(lo, bio);
 377         while (bio) {
 378                 struct bio *tmp = bio->bi_next;
 379
 380                 bio->bi_next = NULL;
 381                 bio->bi_error = ret;
 382                 bio_endio(bio);
 383                 bio = tmp;
 384         }
 385 }
 386
 387 static inline int loop_active(struct lloop_device *lo)
 388 {
 389         return atomic_read(&lo->lo_pending) ||
 390                 (lo->lo_state == LLOOP_RUNDOWN);
 391 }
 392
 393 /*
 394  * worker thread that handles reads/writes to file backed loop devices,
 395  * to avoid blocking in our make_request_fn.
 396  */
 397 static int loop_thread(void *data)
 398 {
 399         struct lloop_device *lo = data;
 400         struct bio *bio;
 401         unsigned int count;
 402         unsigned long times = 0;
 403         unsigned long total_count = 0;
 404
 405         struct lu_env *env;
 406         int refcheck;
 407         int ret = 0;
 408
 409         set_user_nice(current, MIN_NICE);
 410
 411         lo->lo_state = LLOOP_BOUND;
 412
 413         env = cl_env_get(&refcheck);
 414         if (IS_ERR(env)) {
 415                 ret = PTR_ERR(env);
 416                 goto out;
 417         }
 418
 419         lo->lo_env = env;
 420         memset(&lo->lo_pvec, 0, sizeof(lo->lo_pvec));
 421         lo->lo_pvec.ldp_pages   = lo->lo_requests[0].lrd_pages;
 422         lo->lo_pvec.ldp_offsets = lo->lo_requests[0].lrd_offsets;
 423
 424         /*
 425          * up sem, we are running
 426          */
 427         up(&lo->lo_sem);
 428
 429         for (;;) {
 430                 wait_event(lo->lo_bh_wait, loop_active(lo));
 431                 if (!atomic_read(&lo->lo_pending)) {
 432                         int exiting = 0;
 433
 434                         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 435                         exiting = (lo->lo_state == LLOOP_RUNDOWN);
 436                         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 437                         if (exiting)
 438                                 break;
 439                 }
 440
 441                 bio = NULL;
 442                 count = loop_get_bio(lo, &bio);
 443                 if (!count) {
 444                         CWARN("lloop(minor: %d): missing bio\n", lo->lo_number);
 445                         continue;
 446                 }
 447
 448                 total_count += count;
 449                 if (total_count < count) {     /* overflow */
 450                         total_count = count;
 451                         times = 1;
 452                 } else {
 453                         times++;
 454                 }
 455                 if ((times & 127) == 0) {
 456                         CDEBUG(D_INFO, "total: %lu, count: %lu, avg: %lu\n",
 457                                total_count, times, total_count / times);
 458                 }
 459
 460                 LASSERT(bio != NULL);
 461                 LASSERT(count <= atomic_read(&lo->lo_pending));
 462                 loop_handle_bio(lo, bio);
 463                 atomic_sub(count, &lo->lo_pending);
 464         }
 465         cl_env_put(env, &refcheck);
 466
 467 out:
 468         up(&lo->lo_sem);
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 static int loop_set_fd(struct lloop_device *lo, struct file *unused,
 473                        struct block_device *bdev, struct file *file)
 474 {
 475         struct inode     *inode;
 476         struct address_space *mapping;
 477         int                lo_flags = 0;
 478         int                error;
 479         loff_t          size;
 480
 481         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 482                 return -ENODEV;
 483
 484         error = -EBUSY;
 485         if (lo->lo_state != LLOOP_UNBOUND)
 486                 goto out;
 487
 488         mapping = file->f_mapping;
 489         inode = mapping->host;
 490
 491         error = -EINVAL;
 492         if (!S_ISREG(inode->i_mode) || inode->i_sb->s_magic != LL_SUPER_MAGIC)
 493                 goto out;
 494
 495         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 496                 lo_flags |= LO_FLAGS_READ_ONLY;
 497
 498         size = get_loop_size(lo, file);
 499
 500         if ((loff_t)(sector_t)size != size) {
 501                 error = -EFBIG;
 502                 goto out;
 503         }
 504
 505         /* remove all pages in cache so as dirty pages not to be existent. */
 506         truncate_inode_pages(mapping, 0);
 507
 508         set_device_ro(bdev, (lo_flags & LO_FLAGS_READ_ONLY) != 0);
 509
 510         lo->lo_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
 511         lo->lo_device = bdev;
 512         lo->lo_flags = lo_flags;
 513         lo->lo_backing_file = file;
 514         lo->lo_sizelimit = 0;
 515         lo->old_gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
 516         mapping_set_gfp_mask(mapping, lo->old_gfp_mask & ~(__GFP_IO|__GFP_FS));
 517
 518         lo->lo_bio = lo->lo_biotail = NULL;
 519
 520         /*
 521          * set queue make_request_fn, and add limits based on lower level
 522          * device
 523          */
 524         blk_queue_make_request(lo->lo_queue, loop_make_request);
 525         lo->lo_queue->queuedata = lo;
 526
 527         /* queue parameters */
 528         CLASSERT(PAGE_CACHE_SIZE < (1 << (sizeof(unsigned short) * 8)));
 529         blk_queue_logical_block_size(lo->lo_queue,
 530                                      (unsigned short)PAGE_CACHE_SIZE);
 531         blk_queue_max_hw_sectors(lo->lo_queue,
 532                                  LLOOP_MAX_SEGMENTS << (PAGE_CACHE_SHIFT - 9));
 533         blk_queue_max_segments(lo->lo_queue, LLOOP_MAX_SEGMENTS);
 534
 535         set_capacity(disks[lo->lo_number], size);
 536         bd_set_size(bdev, size << 9);
 537
 538         set_blocksize(bdev, lo->lo_blocksize);
 539
 540         kthread_run(loop_thread, lo, "lloop%d", lo->lo_number);
 541         down(&lo->lo_sem);
 542         return 0;
 543
 544 out:
 545         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 546         module_put(THIS_MODULE);
 547         return error;
 548 }
 549
 550 static int loop_clr_fd(struct lloop_device *lo, struct block_device *bdev,
 551                        int count)
 552 {
 553         struct file *filp = lo->lo_backing_file;
 554         gfp_t gfp = lo->old_gfp_mask;
 555
 556         if (lo->lo_state != LLOOP_BOUND)
 557                 return -ENXIO;
 558
 559         if (lo->lo_refcnt > count)      /* we needed one fd for the ioctl */
 560                 return -EBUSY;
 561
 562         if (filp == NULL)
 563                 return -EINVAL;
 564
 565         spin_lock_irq(&lo->lo_lock);
 566         lo->lo_state = LLOOP_RUNDOWN;
 567         spin_unlock_irq(&lo->lo_lock);
 568         wake_up(&lo->lo_bh_wait);
 569
 570         down(&lo->lo_sem);
 571         lo->lo_backing_file = NULL;
 572         lo->lo_device = NULL;
 573         lo->lo_offset = 0;
 574         lo->lo_sizelimit = 0;
 575         lo->lo_flags = 0;
 576         invalidate_bdev(bdev);
 577         set_capacity(disks[lo->lo_number], 0);
 578         bd_set_size(bdev, 0);
 579         mapping_set_gfp_mask(filp->f_mapping, gfp);
 580         lo->lo_state = LLOOP_UNBOUND;
 581         fput(filp);
 582         /* This is safe: open() is still holding a reference. */
 583         module_put(THIS_MODULE);
 584         return 0;
 585 }
 586
 587 static int lo_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 588 {
 589         struct lloop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
 590
 591         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
 592         lo->lo_refcnt++;
 593         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
 594
 595         return 0;
 596 }
 597
 598 static void lo_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
 599 {
 600         struct lloop_device *lo = disk->private_data;
 601
 602         mutex_lock(&lo->lo_ctl_mutex);
 603         --lo->lo_refcnt;
 604         mutex_unlock(&lo->lo_ctl_mutex);
 605 }
 606
 607 /* lloop device node's ioctl function. */
 608 static int lo_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 609                     unsigned int cmd, unsigned long arg)
 610 {
 611         struct lloop_device *lo = bdev->bd_disk->private_data;
 612         struct inode *inode = NULL;
 613         int err = 0;
 614
 615         mutex_lock(&lloop_mutex);
 616         switch (cmd) {
 617         case LL_IOC_LLOOP_DETACH: {
 618                 err = loop_clr_fd(lo, bdev, 2);
 619                 if (err == 0)
 620                         blkdev_put(bdev, 0); /* grabbed in LLOOP_ATTACH */
 621                 break;
 622         }
 623
 624         case LL_IOC_LLOOP_INFO: {
 625                 struct lu_fid fid;
 626
 627                 if (lo->lo_backing_file == NULL) {
 628                         err = -ENOENT;
 629                         break;
 630                 }
 631                 if (inode == NULL)
 632                         inode = file_inode(lo->lo_backing_file);
 633                 if (lo->lo_state == LLOOP_BOUND)
 634                         fid = ll_i2info(inode)->lli_fid;
 635                 else
 636                         fid_zero(&fid);
 637
 638                 if (copy_to_user((struct lu_fid *)arg, &fid, sizeof(fid)))
 639                         err = -EFAULT;
 640                 break;
 641         }
 642
 643         default:
 644                 err = -EINVAL;
 645                 break;
 646         }
 647         mutex_unlock(&lloop_mutex);
 648
 649         return err;
 650 }
 651
 652 static struct block_device_operations lo_fops = {
 653         .owner =        THIS_MODULE,
 654         .open =  lo_open,
 655         .release =      lo_release,
 656         .ioctl =        lo_ioctl,
 657 };
 658
 659 /* dynamic iocontrol callback.
 660  * This callback is registered in lloop_init and will be called by
 661  * ll_iocontrol_call.
 662  *
 663  * This is a llite regular file ioctl function. It takes the responsibility
 664  * of attaching or detaching a file by a lloop's device number.
 665  */
 666 static enum llioc_iter lloop_ioctl(struct inode *unused, struct file *file,
 667                                    unsigned int cmd, unsigned long arg,
 668                                    void *magic, int *rcp)
 669 {
 670         struct lloop_device *lo = NULL;
 671         struct block_device *bdev = NULL;
 672         int err = 0;
 673         dev_t dev;
 674
 675         if (magic != ll_iocontrol_magic)
 676                 return LLIOC_CONT;
 677
 678         if (disks == NULL) {
 679                 err = -ENODEV;
 680                 goto out1;
 681         }
 682
 683         CWARN("Enter llop_ioctl\n");
 684
 685         mutex_lock(&lloop_mutex);
 686         switch (cmd) {
 687         case LL_IOC_LLOOP_ATTACH: {
 688                 struct lloop_device *lo_free = NULL;
 689                 int i;
 690
 691                 for (i = 0; i < max_loop; i++, lo = NULL) {
 692                         lo = &loop_dev[i];
 693                         if (lo->lo_state == LLOOP_UNBOUND) {
 694                                 if (!lo_free)
 695                                         lo_free = lo;
 696                                 continue;
 697                         }
 698                         if (file_inode(lo->lo_backing_file) == file_inode(file))
 699                                 break;
 700                 }
 701                 if (lo || !lo_free) {
 702                         err = -EBUSY;
 703                         goto out;
 704                 }
 705
 706                 lo = lo_free;
 707                 dev = MKDEV(lloop_major, lo->lo_number);
 708
 709                 /* quit if the used pointer is writable */
 710                 if (put_user((long)old_encode_dev(dev), (long *)arg)) {
 711                         err = -EFAULT;
 712                         goto out;
 713                 }
 714
 715                 bdev = blkdev_get_by_dev(dev, file->f_mode, NULL);
 716                 if (IS_ERR(bdev)) {
 717                         err = PTR_ERR(bdev);
 718                         goto out;
 719                 }
 720
 721                 get_file(file);
 722                 err = loop_set_fd(lo, NULL, bdev, file);
 723                 if (err) {
 724                         fput(file);
 725                         blkdev_put(bdev, 0);
 726                 }
 727
 728                 break;
 729         }
 730
 731         case LL_IOC_LLOOP_DETACH_BYDEV: {
 732                 int minor;
 733
 734                 dev = old_decode_dev(arg);
 735                 if (MAJOR(dev) != lloop_major) {
 736                         err = -EINVAL;
 737                         goto out;
 738                 }
 739
 740                 minor = MINOR(dev);
 741                 if (minor > max_loop - 1) {
 742                         err = -EINVAL;
 743                         goto out;
 744                 }
 745
 746                 lo = &loop_dev[minor];
 747                 if (lo->lo_state != LLOOP_BOUND) {
 748                         err = -EINVAL;
 749                         goto out;
 750                 }
 751
 752                 bdev = lo->lo_device;
 753                 err = loop_clr_fd(lo, bdev, 1);
 754                 if (err == 0)
 755                         blkdev_put(bdev, 0); /* grabbed in LLOOP_ATTACH */
 756
 757                 break;
 758         }
 759
 760         default:
 761                 err = -EINVAL;
 762                 break;
 763         }
 764
 765 out:
 766         mutex_unlock(&lloop_mutex);
 767 out1:
 768         if (rcp)
 769                 *rcp = err;
 770         return LLIOC_STOP;
 771 }
 772
 773 static int __init lloop_init(void)
 774 {
 775         int     i;
 776         unsigned int cmdlist[] = {
 777                 LL_IOC_LLOOP_ATTACH,
 778                 LL_IOC_LLOOP_DETACH_BYDEV,
 779         };
 780
 781         if (max_loop < 1 || max_loop > 256) {
 782                 max_loop = MAX_LOOP_DEFAULT;
 783                 CWARN("lloop: invalid max_loop (must be between 1 and 256), using default (%u)\n",
 784                       max_loop);
 785         }
 786
 787         lloop_major = register_blkdev(0, "lloop");
 788         if (lloop_major < 0)
 789                 return -EIO;
 790
 791         CDEBUG(D_CONFIG, "registered lloop major %d with %u minors\n",
 792                lloop_major, max_loop);
 793
 794         ll_iocontrol_magic = ll_iocontrol_register(lloop_ioctl, 2, cmdlist);
 795         if (ll_iocontrol_magic == NULL)
 796                 goto out_mem1;
 797
 798         loop_dev = kcalloc(max_loop, sizeof(*loop_dev), GFP_KERNEL);
 799         if (!loop_dev)
 800                 goto out_mem1;
 801
 802         disks = kcalloc(max_loop, sizeof(*disks), GFP_KERNEL);
 803         if (!disks)
 804                 goto out_mem2;
 805
 806         for (i = 0; i < max_loop; i++) {
 807                 disks[i] = alloc_disk(1);
 808                 if (!disks[i])
 809                         goto out_mem3;
 810         }
 811
 812         mutex_init(&lloop_mutex);
 813
 814         for (i = 0; i < max_loop; i++) {
 815                 struct lloop_device *lo = &loop_dev[i];
 816                 struct gendisk *disk = disks[i];
 817
 818                 lo->lo_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
 819                 if (!lo->lo_queue)
 820                         goto out_mem4;
 821
 822                 mutex_init(&lo->lo_ctl_mutex);
 823                 sema_init(&lo->lo_sem, 0);
 824                 init_waitqueue_head(&lo->lo_bh_wait);
 825                 lo->lo_number = i;
 826                 spin_lock_init(&lo->lo_lock);
 827                 disk->major = lloop_major;
 828                 disk->first_minor = i;
 829                 disk->fops = &lo_fops;
 830                 sprintf(disk->disk_name, "lloop%d", i);
 831                 disk->private_data = lo;
 832                 disk->queue = lo->lo_queue;
 833         }
 834
 835         /* We cannot fail after we call this, so another loop!*/
 836         for (i = 0; i < max_loop; i++)
 837                 add_disk(disks[i]);
 838         return 0;
 839
 840 out_mem4:
 841         while (i--)
 842                 blk_cleanup_queue(loop_dev[i].lo_queue);
 843         i = max_loop;
 844 out_mem3:
 845         while (i--)
 846                 put_disk(disks[i]);
 847         kfree(disks);
 848 out_mem2:
 849         kfree(loop_dev);
 850 out_mem1:
 851         unregister_blkdev(lloop_major, "lloop");
 852         ll_iocontrol_unregister(ll_iocontrol_magic);
 853         CERROR("lloop: ran out of memory\n");
 854         return -ENOMEM;
 855 }
 856
 857 static void lloop_exit(void)
 858 {
 859         int i;
 860
 861         ll_iocontrol_unregister(ll_iocontrol_magic);
 862         for (i = 0; i < max_loop; i++) {
 863                 del_gendisk(disks[i]);
 864                 blk_cleanup_queue(loop_dev[i].lo_queue);
 865                 put_disk(disks[i]);
 866         }
 867
 868         unregister_blkdev(lloop_major, "lloop");
 869
 870         kfree(disks);
 871         kfree(loop_dev);
 872 }
 873
 874 module_init(lloop_init);
 875 module_exit(lloop_exit);
 876
 877 module_param(max_loop, int, 0444);
 878 MODULE_PARM_DESC(max_loop, "maximum of lloop_device");
 879 MODULE_AUTHOR("Sun Microsystems, Inc. <http://www.lustre.org/>");
 880 MODULE_DESCRIPTION("Lustre virtual block device");
 881 MODULE_LICENSE("GPL");