drivers/xen/xenbus/xenbus_dev_frontend.c

   1 /*
   2  * Driver giving user-space access to the kernel's xenbus connection
   3  * to xenstore.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2005, Christian Limpach
   6  * Copyright (c) 2005, Rusty Russell, IBM Corporation
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License version 2
  10  * as published by the Free Software Foundation; or, when distributed
  11  * separately from the Linux kernel or incorporated into other
  12  * software packages, subject to the following license:
  13  *
  14  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  15  * of this source file (the "Software"), to deal in the Software without
  16  * restriction, including without limitation the rights to use, copy, modify,
  17  * merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software,
  18  * and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  19  * the following conditions:
  20  *
  21  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  22  * all copies or substantial portions of the Software.
  23  *
  24  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  25  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  26  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  27  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  28  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  29  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  30  * IN THE SOFTWARE.
  31  *
  32  * Changes:
  33  * 2008-10-07  Alex Zeffertt    Replaced /proc/xen/xenbus with xenfs filesystem
  34  *                              and /proc/xen compatibility mount point.
  35  *                              Turned xenfs into a loadable module.
  36  */
  37
  38 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  39
  40 #include <linux/kernel.h>
  41 #include <linux/errno.h>
  42 #include <linux/uio.h>
  43 #include <linux/notifier.h>
  44 #include <linux/wait.h>
  45 #include <linux/fs.h>
  46 #include <linux/poll.h>
  47 #include <linux/mutex.h>
  48 #include <linux/sched.h>
  49 #include <linux/spinlock.h>
  50 #include <linux/mount.h>
  51 #include <linux/pagemap.h>
  52 #include <linux/uaccess.h>
  53 #include <linux/init.h>
  54 #include <linux/namei.h>
  55 #include <linux/string.h>
  56 #include <linux/slab.h>
  57 #include <linux/miscdevice.h>
  58 #include <linux/module.h>
  59
  60 #include "xenbus_comms.h"
  61
  62 #include <xen/xenbus.h>
  63 #include <xen/xen.h>
  64 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  65
  66 MODULE_LICENSE("GPL");
  67
  68 /*
  69  * An element of a list of outstanding transactions, for which we're
  70  * still waiting a reply.
  71  */
  72 struct xenbus_transaction_holder {
  73         struct list_head list;
  74         struct xenbus_transaction handle;
  75 };
  76
  77 /*
  78  * A buffer of data on the queue.
  79  */
  80 struct read_buffer {
  81         struct list_head list;
  82         unsigned int cons;
  83         unsigned int len;
  84         char msg[];
  85 };
  86
  87 struct xenbus_file_priv {
  88         /*
  89          * msgbuffer_mutex is held while partial requests are built up
  90          * and complete requests are acted on.  It therefore protects
  91          * the "transactions" and "watches" lists, and the partial
  92          * request length and buffer.
  93          *
  94          * reply_mutex protects the reply being built up to return to
  95          * usermode.  It nests inside msgbuffer_mutex but may be held
  96          * alone during a watch callback.
  97          */
  98         struct mutex msgbuffer_mutex;
  99
 100         /* In-progress transactions */
 101         struct list_head transactions;
 102
 103         /* Active watches. */
 104         struct list_head watches;
 105
 106         /* Partial request. */
 107         unsigned int len;
 108         union {
 109                 struct xsd_sockmsg msg;
 110                 char buffer[XENSTORE_PAYLOAD_MAX];
 111         } u;
 112
 113         /* Response queue. */
 114         struct mutex reply_mutex;
 115         struct list_head read_buffers;
 116         wait_queue_head_t read_waitq;
 117
 118 };
 119
 120 /* Read out any raw xenbus messages queued up. */
 121 static ssize_t xenbus_file_read(struct file *filp,
 122                                char __user *ubuf,
 123                                size_t len, loff_t *ppos)
 124 {
 125         struct xenbus_file_priv *u = filp->private_data;
 126         struct read_buffer *rb;
 127         unsigned i;
 128         int ret;
 129
 130         mutex_lock(&u->reply_mutex);
 131 again:
 132         while (list_empty(&u->read_buffers)) {
 133                 mutex_unlock(&u->reply_mutex);
 134                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
 135                         return -EAGAIN;
 136
 137                 ret = wait_event_interruptible(u->read_waitq,
 138                                                !list_empty(&u->read_buffers));
 139                 if (ret)
 140                         return ret;
 141                 mutex_lock(&u->reply_mutex);
 142         }
 143
 144         rb = list_entry(u->read_buffers.next, struct read_buffer, list);
 145         i = 0;
 146         while (i < len) {
 147                 unsigned sz = min((unsigned)len - i, rb->len - rb->cons);
 148
 149                 ret = copy_to_user(ubuf + i, &rb->msg[rb->cons], sz);
 150
 151                 i += sz - ret;
 152                 rb->cons += sz - ret;
 153
 154                 if (ret != 0) {
 155                         if (i == 0)
 156                                 i = -EFAULT;
 157                         goto out;
 158                 }
 159
 160                 /* Clear out buffer if it has been consumed */
 161                 if (rb->cons == rb->len) {
 162                         list_del(&rb->list);
 163                         kfree(rb);
 164                         if (list_empty(&u->read_buffers))
 165                                 break;
 166                         rb = list_entry(u->read_buffers.next,
 167                                         struct read_buffer, list);
 168                 }
 169         }
 170         if (i == 0)
 171                 goto again;
 172
 173 out:
 174         mutex_unlock(&u->reply_mutex);
 175         return i;
 176 }
 177
 178 /*
 179  * Add a buffer to the queue.  Caller must hold the appropriate lock
 180  * if the queue is not local.  (Commonly the caller will build up
 181  * multiple queued buffers on a temporary local list, and then add it
 182  * to the appropriate list under lock once all the buffers have een
 183  * successfully allocated.)
 184  */
 185 static int queue_reply(struct list_head *queue, const void *data, size_t len)
 186 {
 187         struct read_buffer *rb;
 188
 189         if (len == 0)
 190                 return 0;
 191         if (len > XENSTORE_PAYLOAD_MAX)
 192                 return -EINVAL;
 193
 194         rb = kmalloc(sizeof(*rb) + len, GFP_KERNEL);
 195         if (rb == NULL)
 196                 return -ENOMEM;
 197
 198         rb->cons = 0;
 199         rb->len = len;
 200
 201         memcpy(rb->msg, data, len);
 202
 203         list_add_tail(&rb->list, queue);
 204         return 0;
 205 }
 206
 207 /*
 208  * Free all the read_buffer s on a list.
 209  * Caller must have sole reference to list.
 210  */
 211 static void queue_cleanup(struct list_head *list)
 212 {
 213         struct read_buffer *rb;
 214
 215         while (!list_empty(list)) {
 216                 rb = list_entry(list->next, struct read_buffer, list);
 217                 list_del(list->next);
 218                 kfree(rb);
 219         }
 220 }
 221
 222 struct watch_adapter {
 223         struct list_head list;
 224         struct xenbus_watch watch;
 225         struct xenbus_file_priv *dev_data;
 226         char *token;
 227 };
 228
 229 static void free_watch_adapter(struct watch_adapter *watch)
 230 {
 231         kfree(watch->watch.node);
 232         kfree(watch->token);
 233         kfree(watch);
 234 }
 235
 236 static struct watch_adapter *alloc_watch_adapter(const char *path,
 237                                                  const char *token)
 238 {
 239         struct watch_adapter *watch;
 240
 241         watch = kzalloc(sizeof(*watch), GFP_KERNEL);
 242         if (watch == NULL)
 243                 goto out_fail;
 244
 245         watch->watch.node = kstrdup(path, GFP_KERNEL);
 246         if (watch->watch.node == NULL)
 247                 goto out_free;
 248
 249         watch->token = kstrdup(token, GFP_KERNEL);
 250         if (watch->token == NULL)
 251                 goto out_free;
 252
 253         return watch;
 254
 255 out_free:
 256         free_watch_adapter(watch);
 257
 258 out_fail:
 259         return NULL;
 260 }
 261
 262 static void watch_fired(struct xenbus_watch *watch,
 263                         const char **vec,
 264                         unsigned int len)
 265 {
 266         struct watch_adapter *adap;
 267         struct xsd_sockmsg hdr;
 268         const char *path, *token;
 269         int path_len, tok_len, body_len, data_len = 0;
 270         int ret;
 271         LIST_HEAD(staging_q);
 272
 273         adap = container_of(watch, struct watch_adapter, watch);
 274
 275         path = vec[XS_WATCH_PATH];
 276         token = adap->token;
 277
 278         path_len = strlen(path) + 1;
 279         tok_len = strlen(token) + 1;
 280         if (len > 2)
 281                 data_len = vec[len] - vec[2] + 1;
 282         body_len = path_len + tok_len + data_len;
 283
 284         hdr.type = XS_WATCH_EVENT;
 285         hdr.len = body_len;
 286
 287         mutex_lock(&adap->dev_data->reply_mutex);
 288
 289         ret = queue_reply(&staging_q, &hdr, sizeof(hdr));
 290         if (!ret)
 291                 ret = queue_reply(&staging_q, path, path_len);
 292         if (!ret)
 293                 ret = queue_reply(&staging_q, token, tok_len);
 294         if (!ret && len > 2)
 295                 ret = queue_reply(&staging_q, vec[2], data_len);
 296
 297         if (!ret) {
 298                 /* success: pass reply list onto watcher */
 299                 list_splice_tail(&staging_q, &adap->dev_data->read_buffers);
 300                 wake_up(&adap->dev_data->read_waitq);
 301         } else
 302                 queue_cleanup(&staging_q);
 303
 304         mutex_unlock(&adap->dev_data->reply_mutex);
 305 }
 306
 307 static int xenbus_write_transaction(unsigned msg_type,
 308                                     struct xenbus_file_priv *u)
 309 {
 310         int rc;
 311         void *reply;
 312         struct xenbus_transaction_holder *trans = NULL;
 313         LIST_HEAD(staging_q);
 314
 315         if (msg_type == XS_TRANSACTION_START) {
 316                 trans = kmalloc(sizeof(*trans), GFP_KERNEL);
 317                 if (!trans) {
 318                         rc = -ENOMEM;
 319                         goto out;
 320                 }
 321         }
 322
 323         reply = xenbus_dev_request_and_reply(&u->u.msg);
 324         if (IS_ERR(reply)) {
 325                 kfree(trans);
 326                 rc = PTR_ERR(reply);
 327                 goto out;
 328         }
 329
 330         if (msg_type == XS_TRANSACTION_START) {
 331                 if (u->u.msg.type == XS_ERROR)
 332                         kfree(trans);
 333                 else {
 334                         trans->handle.id = simple_strtoul(reply, NULL, 0);
 335                         list_add(&trans->list, &u->transactions);
 336                 }
 337         } else if (u->u.msg.type == XS_TRANSACTION_END) {
 338                 list_for_each_entry(trans, &u->transactions, list)
 339                         if (trans->handle.id == u->u.msg.tx_id)
 340                                 break;
 341                 BUG_ON(&trans->list == &u->transactions);
 342                 list_del(&trans->list);
 343
 344                 kfree(trans);
 345         }
 346
 347         mutex_lock(&u->reply_mutex);
 348         rc = queue_reply(&staging_q, &u->u.msg, sizeof(u->u.msg));
 349         if (!rc)
 350                 rc = queue_reply(&staging_q, reply, u->u.msg.len);
 351         if (!rc) {
 352                 list_splice_tail(&staging_q, &u->read_buffers);
 353                 wake_up(&u->read_waitq);
 354         } else {
 355                 queue_cleanup(&staging_q);
 356         }
 357         mutex_unlock(&u->reply_mutex);
 358
 359         kfree(reply);
 360
 361 out:
 362         return rc;
 363 }
 364
 365 static int xenbus_write_watch(unsigned msg_type, struct xenbus_file_priv *u)
 366 {
 367         struct watch_adapter *watch, *tmp_watch;
 368         char *path, *token;
 369         int err, rc;
 370         LIST_HEAD(staging_q);
 371
 372         path = u->u.buffer + sizeof(u->u.msg);
 373         token = memchr(path, 0, u->u.msg.len);
 374         if (token == NULL) {
 375                 rc = -EILSEQ;
 376                 goto out;
 377         }
 378         token++;
 379         if (memchr(token, 0, u->u.msg.len - (token - path)) == NULL) {
 380                 rc = -EILSEQ;
 381                 goto out;
 382         }
 383
 384         if (msg_type == XS_WATCH) {
 385                 watch = alloc_watch_adapter(path, token);
 386                 if (watch == NULL) {
 387                         rc = -ENOMEM;
 388                         goto out;
 389                 }
 390
 391                 watch->watch.callback = watch_fired;
 392                 watch->dev_data = u;
 393
 394                 err = register_xenbus_watch(&watch->watch);
 395                 if (err) {
 396                         free_watch_adapter(watch);
 397                         rc = err;
 398                         goto out;
 399                 }
 400                 list_add(&watch->list, &u->watches);
 401         } else {
 402                 list_for_each_entry_safe(watch, tmp_watch, &u->watches, list) {
 403                         if (!strcmp(watch->token, token) &&
 404                             !strcmp(watch->watch.node, path)) {
 405                                 unregister_xenbus_watch(&watch->watch);
 406                                 list_del(&watch->list);
 407                                 free_watch_adapter(watch);
 408                                 break;
 409                         }
 410                 }
 411         }
 412
 413         /* Success.  Synthesize a reply to say all is OK. */
 414         {
 415                 struct {
 416                         struct xsd_sockmsg hdr;
 417                         char body[3];
 418                 } __packed reply = {
 419                         {
 420                                 .type = msg_type,
 421                                 .len = sizeof(reply.body)
 422                         },
 423                         "OK"
 424                 };
 425
 426                 mutex_lock(&u->reply_mutex);
 427                 rc = queue_reply(&u->read_buffers, &reply, sizeof(reply));
 428                 wake_up(&u->read_waitq);
 429                 mutex_unlock(&u->reply_mutex);
 430         }
 431
 432 out:
 433         return rc;
 434 }
 435
 436 static ssize_t xenbus_file_write(struct file *filp,
 437                                 const char __user *ubuf,
 438                                 size_t len, loff_t *ppos)
 439 {
 440         struct xenbus_file_priv *u = filp->private_data;
 441         uint32_t msg_type;
 442         int rc = len;
 443         int ret;
 444         LIST_HEAD(staging_q);
 445
 446         /*
 447          * We're expecting usermode to be writing properly formed
 448          * xenbus messages.  If they write an incomplete message we
 449          * buffer it up.  Once it is complete, we act on it.
 450          */
 451
 452         /*
 453          * Make sure concurrent writers can't stomp all over each
 454          * other's messages and make a mess of our partial message
 455          * buffer.  We don't make any attemppt to stop multiple
 456          * writers from making a mess of each other's incomplete
 457          * messages; we're just trying to guarantee our own internal
 458          * consistency and make sure that single writes are handled
 459          * atomically.
 460          */
 461         mutex_lock(&u->msgbuffer_mutex);
 462
 463         /* Get this out of the way early to avoid confusion */
 464         if (len == 0)
 465                 goto out;
 466
 467         /* Can't write a xenbus message larger we can buffer */
 468         if (len > sizeof(u->u.buffer) - u->len) {
 469                 /* On error, dump existing buffer */
 470                 u->len = 0;
 471                 rc = -EINVAL;
 472                 goto out;
 473         }
 474
 475         ret = copy_from_user(u->u.buffer + u->len, ubuf, len);
 476
 477         if (ret != 0) {
 478                 rc = -EFAULT;
 479                 goto out;
 480         }
 481
 482         /* Deal with a partial copy. */
 483         len -= ret;
 484         rc = len;
 485
 486         u->len += len;
 487
 488         /* Return if we haven't got a full message yet */
 489         if (u->len < sizeof(u->u.msg))
 490                 goto out;       /* not even the header yet */
 491
 492         /* If we're expecting a message that's larger than we can
 493            possibly send, dump what we have and return an error. */
 494         if ((sizeof(u->u.msg) + u->u.msg.len) > sizeof(u->u.buffer)) {
 495                 rc = -E2BIG;
 496                 u->len = 0;
 497                 goto out;
 498         }
 499
 500         if (u->len < (sizeof(u->u.msg) + u->u.msg.len))
 501                 goto out;       /* incomplete data portion */
 502
 503         /*
 504          * OK, now we have a complete message.  Do something with it.
 505          */
 506
 507         msg_type = u->u.msg.type;
 508
 509         switch (msg_type) {
 510         case XS_WATCH:
 511         case XS_UNWATCH:
 512                 /* (Un)Ask for some path to be watched for changes */
 513                 ret = xenbus_write_watch(msg_type, u);
 514                 break;
 515
 516         default:
 517                 /* Send out a transaction */
 518                 ret = xenbus_write_transaction(msg_type, u);
 519                 break;
 520         }
 521         if (ret != 0)
 522                 rc = ret;
 523
 524         /* Buffered message consumed */
 525         u->len = 0;
 526
 527  out:
 528         mutex_unlock(&u->msgbuffer_mutex);
 529         return rc;
 530 }
 531
 532 static int xenbus_file_open(struct inode *inode, struct file *filp)
 533 {
 534         struct xenbus_file_priv *u;
 535
 536         if (xen_store_evtchn == 0)
 537                 return -ENOENT;
 538
 539         nonseekable_open(inode, filp);
 540
 541         u = kzalloc(sizeof(*u), GFP_KERNEL);
 542         if (u == NULL)
 543                 return -ENOMEM;
 544
 545         INIT_LIST_HEAD(&u->transactions);
 546         INIT_LIST_HEAD(&u->watches);
 547         INIT_LIST_HEAD(&u->read_buffers);
 548         init_waitqueue_head(&u->read_waitq);
 549
 550         mutex_init(&u->reply_mutex);
 551         mutex_init(&u->msgbuffer_mutex);
 552
 553         filp->private_data = u;
 554
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 static int xenbus_file_release(struct inode *inode, struct file *filp)
 559 {
 560         struct xenbus_file_priv *u = filp->private_data;
 561         struct xenbus_transaction_holder *trans, *tmp;
 562         struct watch_adapter *watch, *tmp_watch;
 563         struct read_buffer *rb, *tmp_rb;
 564
 565         /*
 566          * No need for locking here because there are no other users,
 567          * by definition.
 568          */
 569
 570         list_for_each_entry_safe(trans, tmp, &u->transactions, list) {
 571                 xenbus_transaction_end(trans->handle, 1);
 572                 list_del(&trans->list);
 573                 kfree(trans);
 574         }
 575
 576         list_for_each_entry_safe(watch, tmp_watch, &u->watches, list) {
 577                 unregister_xenbus_watch(&watch->watch);
 578                 list_del(&watch->list);
 579                 free_watch_adapter(watch);
 580         }
 581
 582         list_for_each_entry_safe(rb, tmp_rb, &u->read_buffers, list) {
 583                 list_del(&rb->list);
 584                 kfree(rb);
 585         }
 586         kfree(u);
 587
 588         return 0;
 589 }
 590
 591 static unsigned int xenbus_file_poll(struct file *file, poll_table *wait)
 592 {
 593         struct xenbus_file_priv *u = file->private_data;
 594
 595         poll_wait(file, &u->read_waitq, wait);
 596         if (!list_empty(&u->read_buffers))
 597                 return POLLIN | POLLRDNORM;
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 const struct file_operations xen_xenbus_fops = {
 602         .read = xenbus_file_read,
 603         .write = xenbus_file_write,
 604         .open = xenbus_file_open,
 605         .release = xenbus_file_release,
 606         .poll = xenbus_file_poll,
 607         .llseek = no_llseek,
 608 };
 609 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_xenbus_fops);
 610
 611 static struct miscdevice xenbus_dev = {
 612         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 613         .name = "xen/xenbus",
 614         .fops = &xen_xenbus_fops,
 615 };
 616
 617 static int __init xenbus_init(void)
 618 {
 619         int err;
 620
 621         if (!xen_domain())
 622                 return -ENODEV;
 623
 624         err = misc_register(&xenbus_dev);
 625         if (err)
 626                 pr_err("Could not register xenbus frontend device\n");
 627         return err;
 628 }
 629
 630 static void __exit xenbus_exit(void)
 631 {
 632         misc_deregister(&xenbus_dev);
 633 }
 634
 635 module_init(xenbus_init);
 636 module_exit(xenbus_exit);