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