drivers/mtd/ubi/block.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Ezequiel Garcia
   3  * Copyright (c) 2011 Free Electrons
   4  *
   5  * Driver parameter handling strongly based on drivers/mtd/ubi/build.c
   6  *   Copyright (c) International Business Machines Corp., 2006
   7  *   Copyright (c) Nokia Corporation, 2007
   8  *   Authors: Artem Bityutskiy, Frank Haverkamp
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation, version 2.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See
  17  * the GNU General Public License for more details.
  18  */
  19
  20 /*
  21  * Read-only block devices on top of UBI volumes
  22  *
  23  * A simple implementation to allow a block device to be layered on top of a
  24  * UBI volume. The implementation is provided by creating a static 1-to-1
  25  * mapping between the block device and the UBI volume.
  26  *
  27  * The addressed byte is obtained from the addressed block sector, which is
  28  * mapped linearly into the corresponding LEB:
  29  *
  30  *   LEB number = addressed byte / LEB size
  31  *
  32  * This feature is compiled in the UBI core, and adds a 'block' parameter
  33  * to allow early creation of block devices on top of UBI volumes. Runtime
  34  * block creation/removal for UBI volumes is provided through two UBI ioctls:
  35  * UBI_IOCVOLCRBLK and UBI_IOCVOLRMBLK.
  36  */
  37
  38 #include <linux/module.h>
  39 #include <linux/init.h>
  40 #include <linux/err.h>
  41 #include <linux/kernel.h>
  42 #include <linux/list.h>
  43 #include <linux/mutex.h>
  44 #include <linux/slab.h>
  45 #include <linux/vmalloc.h>
  46 #include <linux/mtd/ubi.h>
  47 #include <linux/workqueue.h>
  48 #include <linux/blkdev.h>
  49 #include <linux/hdreg.h>
  50 #include <asm/div64.h>
  51
  52 #include "ubi-media.h"
  53 #include "ubi.h"
  54
  55 /* Maximum number of supported devices */
  56 #define UBIBLOCK_MAX_DEVICES 32
  57
  58 /* Maximum length of the 'block=' parameter */
  59 #define UBIBLOCK_PARAM_LEN 63
  60
  61 /* Maximum number of comma-separated items in the 'block=' parameter */
  62 #define UBIBLOCK_PARAM_COUNT 2
  63
  64 struct ubiblock_param {
  65         int ubi_num;
  66         int vol_id;
  67         char name[UBIBLOCK_PARAM_LEN+1];
  68 };
  69
  70 /* Numbers of elements set in the @ubiblock_param array */
  71 static int ubiblock_devs __initdata;
  72
  73 /* MTD devices specification parameters */
  74 static struct ubiblock_param ubiblock_param[UBIBLOCK_MAX_DEVICES] __initdata;
  75
  76 struct ubiblock {
  77         struct ubi_volume_desc *desc;
  78         int ubi_num;
  79         int vol_id;
  80         int refcnt;
  81         int leb_size;
  82
  83         struct gendisk *gd;
  84         struct request_queue *rq;
  85
  86         struct workqueue_struct *wq;
  87         struct work_struct work;
  88
  89         struct mutex dev_mutex;
  90         spinlock_t queue_lock;
  91         struct list_head list;
  92 };
  93
  94 /* Linked list of all ubiblock instances */
  95 static LIST_HEAD(ubiblock_devices);
  96 static DEFINE_MUTEX(devices_mutex);
  97 static int ubiblock_major;
  98
  99 static int __init ubiblock_set_param(const char *val,
 100                                      const struct kernel_param *kp)
 101 {
 102         int i, ret;
 103         size_t len;
 104         struct ubiblock_param *param;
 105         char buf[UBIBLOCK_PARAM_LEN];
 106         char *pbuf = &buf[0];
 107         char *tokens[UBIBLOCK_PARAM_COUNT];
 108
 109         if (!val)
 110                 return -EINVAL;
 111
 112         len = strnlen(val, UBIBLOCK_PARAM_LEN);
 113         if (len == 0) {
 114                 ubi_warn("block: empty 'block=' parameter - ignored\n");
 115                 return 0;
 116         }
 117
 118         if (len == UBIBLOCK_PARAM_LEN) {
 119                 ubi_err("block: parameter \"%s\" is too long, max. is %d\n",
 120                         val, UBIBLOCK_PARAM_LEN);
 121                 return -EINVAL;
 122         }
 123
 124         strcpy(buf, val);
 125
 126         /* Get rid of the final newline */
 127         if (buf[len - 1] == '\n')
 128                 buf[len - 1] = '\0';
 129
 130         for (i = 0; i < UBIBLOCK_PARAM_COUNT; i++)
 131                 tokens[i] = strsep(&pbuf, ",");
 132
 133         param = &ubiblock_param[ubiblock_devs];
 134         if (tokens[1]) {
 135                 /* Two parameters: can be 'ubi, vol_id' or 'ubi, vol_name' */
 136                 ret = kstrtoint(tokens[0], 10, &param->ubi_num);
 137                 if (ret < 0)
 138                         return -EINVAL;
 139
 140                 /* Second param can be a number or a name */
 141                 ret = kstrtoint(tokens[1], 10, &param->vol_id);
 142                 if (ret < 0) {
 143                         param->vol_id = -1;
 144                         strcpy(param->name, tokens[1]);
 145                 }
 146
 147         } else {
 148                 /* One parameter: must be device path */
 149                 strcpy(param->name, tokens[0]);
 150                 param->ubi_num = -1;
 151                 param->vol_id = -1;
 152         }
 153
 154         ubiblock_devs++;
 155
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 static struct kernel_param_ops ubiblock_param_ops = {
 160         .set    = ubiblock_set_param,
 161 };
 162 module_param_cb(block, &ubiblock_param_ops, NULL, 0);
 163 MODULE_PARM_DESC(block, "Attach block devices to UBI volumes. Parameter format: block=<path|dev,num|dev,name>.\n"
 164                         "Multiple \"block\" parameters may be specified.\n"
 165                         "UBI volumes may be specified by their number, name, or path to the device node.\n"
 166                         "Examples\n"
 167                         "Using the UBI volume path:\n"
 168                         "ubi.block=/dev/ubi0_0\n"
 169                         "Using the UBI device, and the volume name:\n"
 170                         "ubi.block=0,rootfs\n"
 171                         "Using both UBI device number and UBI volume number:\n"
 172                         "ubi.block=0,0\n");
 173
 174 static struct ubiblock *find_dev_nolock(int ubi_num, int vol_id)
 175 {
 176         struct ubiblock *dev;
 177
 178         list_for_each_entry(dev, &ubiblock_devices, list)
 179                 if (dev->ubi_num == ubi_num && dev->vol_id == vol_id)
 180                         return dev;
 181         return NULL;
 182 }
 183
 184 static int ubiblock_read_to_buf(struct ubiblock *dev, char *buffer,
 185                                 int leb, int offset, int len)
 186 {
 187         int ret;
 188
 189         ret = ubi_read(dev->desc, leb, buffer, offset, len);
 190         if (ret) {
 191                 ubi_err("%s ubi_read error %d",
 192                         dev->gd->disk_name, ret);
 193                 return ret;
 194         }
 195         return 0;
 196 }
 197
 198 static int ubiblock_read(struct ubiblock *dev, char *buffer,
 199                          sector_t sec, int len)
 200 {
 201         int ret, leb, offset;
 202         int bytes_left = len;
 203         int to_read = len;
 204         u64 pos = sec << 9;
 205
 206         /* Get LEB:offset address to read from */
 207         offset = do_div(pos, dev->leb_size);
 208         leb = pos;
 209
 210         while (bytes_left) {
 211                 /*
 212                  * We can only read one LEB at a time. Therefore if the read
 213                  * length is larger than one LEB size, we split the operation.
 214                  */
 215                 if (offset + to_read > dev->leb_size)
 216                         to_read = dev->leb_size - offset;
 217
 218                 ret = ubiblock_read_to_buf(dev, buffer, leb, offset, to_read);
 219                 if (ret)
 220                         return ret;
 221
 222                 buffer += to_read;
 223                 bytes_left -= to_read;
 224                 to_read = bytes_left;
 225                 leb += 1;
 226                 offset = 0;
 227         }
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 static int do_ubiblock_request(struct ubiblock *dev, struct request *req)
 232 {
 233         int len, ret;
 234         sector_t sec;
 235
 236         if (req->cmd_type != REQ_TYPE_FS)
 237                 return -EIO;
 238
 239         if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_cur_sectors(req) >
 240             get_capacity(req->rq_disk))
 241                 return -EIO;
 242
 243         if (rq_data_dir(req) != READ)
 244                 return -ENOSYS; /* Write not implemented */
 245
 246         sec = blk_rq_pos(req);
 247         len = blk_rq_cur_bytes(req);
 248
 249         /*
 250          * Let's prevent the device from being removed while we're doing I/O
 251          * work. Notice that this means we serialize all the I/O operations,
 252          * but it's probably of no impact given the NAND core serializes
 253          * flash access anyway.
 254          */
 255         mutex_lock(&dev->dev_mutex);
 256         ret = ubiblock_read(dev, bio_data(req->bio), sec, len);
 257         mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 258
 259         return ret;
 260 }
 261
 262 static void ubiblock_do_work(struct work_struct *work)
 263 {
 264         struct ubiblock *dev =
 265                 container_of(work, struct ubiblock, work);
 266         struct request_queue *rq = dev->rq;
 267         struct request *req;
 268         int res;
 269
 270         spin_lock_irq(rq->queue_lock);
 271
 272         req = blk_fetch_request(rq);
 273         while (req) {
 274
 275                 spin_unlock_irq(rq->queue_lock);
 276                 res = do_ubiblock_request(dev, req);
 277                 spin_lock_irq(rq->queue_lock);
 278
 279                 /*
 280                  * If we're done with this request,
 281                  * we need to fetch a new one
 282                  */
 283                 if (!__blk_end_request_cur(req, res))
 284                         req = blk_fetch_request(rq);
 285         }
 286
 287         spin_unlock_irq(rq->queue_lock);
 288 }
 289
 290 static void ubiblock_request(struct request_queue *rq)
 291 {
 292         struct ubiblock *dev;
 293         struct request *req;
 294
 295         dev = rq->queuedata;
 296
 297         if (!dev)
 298                 while ((req = blk_fetch_request(rq)) != NULL)
 299                         __blk_end_request_all(req, -ENODEV);
 300         else
 301                 queue_work(dev->wq, &dev->work);
 302 }
 303
 304 static int ubiblock_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 305 {
 306         struct ubiblock *dev = bdev->bd_disk->private_data;
 307         int ret;
 308
 309         mutex_lock(&dev->dev_mutex);
 310         if (dev->refcnt > 0) {
 311                 /*
 312                  * The volume is already open, just increase the reference
 313                  * counter.
 314                  */
 315                 goto out_done;
 316         }
 317
 318         /*
 319          * We want users to be aware they should only mount us as read-only.
 320          * It's just a paranoid check, as write requests will get rejected
 321          * in any case.
 322          */
 323         if (mode & FMODE_WRITE) {
 324                 ret = -EPERM;
 325                 goto out_unlock;
 326         }
 327
 328         dev->desc = ubi_open_volume(dev->ubi_num, dev->vol_id, UBI_READONLY);
 329         if (IS_ERR(dev->desc)) {
 330                 ubi_err("%s failed to open ubi volume %d_%d",
 331                         dev->gd->disk_name, dev->ubi_num, dev->vol_id);
 332                 ret = PTR_ERR(dev->desc);
 333                 dev->desc = NULL;
 334                 goto out_unlock;
 335         }
 336
 337 out_done:
 338         dev->refcnt++;
 339         mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 340         return 0;
 341
 342 out_unlock:
 343         mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 344         return ret;
 345 }
 346
 347 static void ubiblock_release(struct gendisk *gd, fmode_t mode)
 348 {
 349         struct ubiblock *dev = gd->private_data;
 350
 351         mutex_lock(&dev->dev_mutex);
 352         dev->refcnt--;
 353         if (dev->refcnt == 0) {
 354                 ubi_close_volume(dev->desc);
 355                 dev->desc = NULL;
 356         }
 357         mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 358 }
 359
 360 static int ubiblock_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 361 {
 362         /* Some tools might require this information */
 363         geo->heads = 1;
 364         geo->cylinders = 1;
 365         geo->sectors = get_capacity(bdev->bd_disk);
 366         geo->start = 0;
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 static const struct block_device_operations ubiblock_ops = {
 371         .owner = THIS_MODULE,
 372         .open = ubiblock_open,
 373         .release = ubiblock_release,
 374         .getgeo = ubiblock_getgeo,
 375 };
 376
 377 int ubiblock_create(struct ubi_volume_info *vi)
 378 {
 379         struct ubiblock *dev;
 380         struct gendisk *gd;
 381         u64 disk_capacity = ((u64)vi->size * vi->usable_leb_size) >> 9;
 382         int ret;
 383
 384         if ((sector_t)disk_capacity != disk_capacity)
 385                 return -EFBIG;
 386         /* Check that the volume isn't already handled */
 387         mutex_lock(&devices_mutex);
 388         if (find_dev_nolock(vi->ubi_num, vi->vol_id)) {
 389                 mutex_unlock(&devices_mutex);
 390                 return -EEXIST;
 391         }
 392         mutex_unlock(&devices_mutex);
 393
 394         dev = kzalloc(sizeof(struct ubiblock), GFP_KERNEL);
 395         if (!dev)
 396                 return -ENOMEM;
 397
 398         mutex_init(&dev->dev_mutex);
 399
 400         dev->ubi_num = vi->ubi_num;
 401         dev->vol_id = vi->vol_id;
 402         dev->leb_size = vi->usable_leb_size;
 403
 404         /* Initialize the gendisk of this ubiblock device */
 405         gd = alloc_disk(1);
 406         if (!gd) {
 407                 ubi_err("block: alloc_disk failed");
 408                 ret = -ENODEV;
 409                 goto out_free_dev;
 410         }
 411
 412         gd->fops = &ubiblock_ops;
 413         gd->major = ubiblock_major;
 414         gd->first_minor = dev->ubi_num * UBI_MAX_VOLUMES + dev->vol_id;
 415         gd->private_data = dev;
 416         sprintf(gd->disk_name, "ubiblock%d_%d", dev->ubi_num, dev->vol_id);
 417         set_capacity(gd, disk_capacity);
 418         dev->gd = gd;
 419
 420         spin_lock_init(&dev->queue_lock);
 421         dev->rq = blk_init_queue(ubiblock_request, &dev->queue_lock);
 422         if (!dev->rq) {
 423                 ubi_err("block: blk_init_queue failed");
 424                 ret = -ENODEV;
 425                 goto out_put_disk;
 426         }
 427
 428         dev->rq->queuedata = dev;
 429         dev->gd->queue = dev->rq;
 430
 431         /*
 432          * Create one workqueue per volume (per registered block device).
 433          * Rembember workqueues are cheap, they're not threads.
 434          */
 435         dev->wq = alloc_workqueue("%s", 0, 0, gd->disk_name);
 436         if (!dev->wq) {
 437                 ret = -ENOMEM;
 438                 goto out_free_queue;
 439         }
 440         INIT_WORK(&dev->work, ubiblock_do_work);
 441
 442         mutex_lock(&devices_mutex);
 443         list_add_tail(&dev->list, &ubiblock_devices);
 444         mutex_unlock(&devices_mutex);
 445
 446         /* Must be the last step: anyone can call file ops from now on */
 447         add_disk(dev->gd);
 448         ubi_msg("%s created from ubi%d:%d(%s)",
 449                 dev->gd->disk_name, dev->ubi_num, dev->vol_id, vi->name);
 450         return 0;
 451
 452 out_free_queue:
 453         blk_cleanup_queue(dev->rq);
 454 out_put_disk:
 455         put_disk(dev->gd);
 456 out_free_dev:
 457         kfree(dev);
 458
 459         return ret;
 460 }
 461
 462 static void ubiblock_cleanup(struct ubiblock *dev)
 463 {
 464         del_gendisk(dev->gd);
 465         blk_cleanup_queue(dev->rq);
 466         ubi_msg("%s released", dev->gd->disk_name);
 467         put_disk(dev->gd);
 468 }
 469
 470 int ubiblock_remove(struct ubi_volume_info *vi)
 471 {
 472         struct ubiblock *dev;
 473
 474         mutex_lock(&devices_mutex);
 475         dev = find_dev_nolock(vi->ubi_num, vi->vol_id);
 476         if (!dev) {
 477                 mutex_unlock(&devices_mutex);
 478                 return -ENODEV;
 479         }
 480
 481         /* Found a device, let's lock it so we can check if it's busy */
 482         mutex_lock(&dev->dev_mutex);
 483         if (dev->refcnt > 0) {
 484                 mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 485                 mutex_unlock(&devices_mutex);
 486                 return -EBUSY;
 487         }
 488
 489         /* Remove from device list */
 490         list_del(&dev->list);
 491         mutex_unlock(&devices_mutex);
 492
 493         /* Flush pending work and stop this workqueue */
 494         destroy_workqueue(dev->wq);
 495
 496         ubiblock_cleanup(dev);
 497         mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 498         kfree(dev);
 499         return 0;
 500 }
 501
 502 static int ubiblock_resize(struct ubi_volume_info *vi)
 503 {
 504         struct ubiblock *dev;
 505         u64 disk_capacity = ((u64)vi->size * vi->usable_leb_size) >> 9;
 506
 507         if ((sector_t)disk_capacity != disk_capacity) {
 508                 ubi_warn("%s: the volume is too big, cannot resize (%d LEBs)",
 509                          dev->gd->disk_name, vi->size);
 510                 return -EFBIG;
 511         }
 512         /*
 513          * Need to lock the device list until we stop using the device,
 514          * otherwise the device struct might get released in
 515          * 'ubiblock_remove()'.
 516          */
 517         mutex_lock(&devices_mutex);
 518         dev = find_dev_nolock(vi->ubi_num, vi->vol_id);
 519         if (!dev) {
 520                 mutex_unlock(&devices_mutex);
 521                 return -ENODEV;
 522         }
 523
 524         mutex_lock(&dev->dev_mutex);
 525         set_capacity(dev->gd, disk_capacity);
 526         ubi_msg("%s resized to %d LEBs", dev->gd->disk_name, vi->size);
 527         mutex_unlock(&dev->dev_mutex);
 528         mutex_unlock(&devices_mutex);
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 static int ubiblock_notify(struct notifier_block *nb,
 533                          unsigned long notification_type, void *ns_ptr)
 534 {
 535         struct ubi_notification *nt = ns_ptr;
 536
 537         switch (notification_type) {
 538         case UBI_VOLUME_ADDED:
 539                 /*
 540                  * We want to enforce explicit block device creation for
 541                  * volumes, so when a volume is added we do nothing.
 542                  */
 543                 break;
 544         case UBI_VOLUME_REMOVED:
 545                 ubiblock_remove(&nt->vi);
 546                 break;
 547         case UBI_VOLUME_RESIZED:
 548                 ubiblock_resize(&nt->vi);
 549                 break;
 550         default:
 551                 break;
 552         }
 553         return NOTIFY_OK;
 554 }
 555
 556 static struct notifier_block ubiblock_notifier = {
 557         .notifier_call = ubiblock_notify,
 558 };
 559
 560 static struct ubi_volume_desc * __init
 561 open_volume_desc(const char *name, int ubi_num, int vol_id)
 562 {
 563         if (ubi_num == -1)
 564                 /* No ubi num, name must be a vol device path */
 565                 return ubi_open_volume_path(name, UBI_READONLY);
 566         else if (vol_id == -1)
 567                 /* No vol_id, must be vol_name */
 568                 return ubi_open_volume_nm(ubi_num, name, UBI_READONLY);
 569         else
 570                 return ubi_open_volume(ubi_num, vol_id, UBI_READONLY);
 571 }
 572
 573 static int __init ubiblock_create_from_param(void)
 574 {
 575         int i, ret;
 576         struct ubiblock_param *p;
 577         struct ubi_volume_desc *desc;
 578         struct ubi_volume_info vi;
 579
 580         for (i = 0; i < ubiblock_devs; i++) {
 581                 p = &ubiblock_param[i];
 582
 583                 desc = open_volume_desc(p->name, p->ubi_num, p->vol_id);
 584                 if (IS_ERR(desc)) {
 585                         ubi_err("block: can't open volume, err=%ld\n",
 586                                 PTR_ERR(desc));
 587                         ret = PTR_ERR(desc);
 588                         break;
 589                 }
 590
 591                 ubi_get_volume_info(desc, &vi);
 592                 ubi_close_volume(desc);
 593
 594                 ret = ubiblock_create(&vi);
 595                 if (ret) {
 596                         ubi_err("block: can't add '%s' volume, err=%d\n",
 597                                 vi.name, ret);
 598                         break;
 599                 }
 600         }
 601         return ret;
 602 }
 603
 604 static void ubiblock_remove_all(void)
 605 {
 606         struct ubiblock *next;
 607         struct ubiblock *dev;
 608
 609         list_for_each_entry_safe(dev, next, &ubiblock_devices, list) {
 610                 /* Flush pending work and stop workqueue */
 611                 destroy_workqueue(dev->wq);
 612                 /* The module is being forcefully removed */
 613                 WARN_ON(dev->desc);
 614                 /* Remove from device list */
 615                 list_del(&dev->list);
 616                 ubiblock_cleanup(dev);
 617                 kfree(dev);
 618         }
 619 }
 620
 621 int __init ubiblock_init(void)
 622 {
 623         int ret;
 624
 625         ubiblock_major = register_blkdev(0, "ubiblock");
 626         if (ubiblock_major < 0)
 627                 return ubiblock_major;
 628
 629         /* Attach block devices from 'block=' module param */
 630         ret = ubiblock_create_from_param();
 631         if (ret)
 632                 goto err_remove;
 633
 634         /*
 635          * Block devices are only created upon user requests, so we ignore
 636          * existing volumes.
 637          */
 638         ret = ubi_register_volume_notifier(&ubiblock_notifier, 1);
 639         if (ret)
 640                 goto err_unreg;
 641         return 0;
 642
 643 err_unreg:
 644         unregister_blkdev(ubiblock_major, "ubiblock");
 645 err_remove:
 646         ubiblock_remove_all();
 647         return ret;
 648 }
 649
 650 void __exit ubiblock_exit(void)
 651 {
 652         ubi_unregister_volume_notifier(&ubiblock_notifier);
 653         ubiblock_remove_all();
 654         unregister_blkdev(ubiblock_major, "ubiblock");
 655 }