drivers/uio/uio.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * drivers/uio/uio.c
   4  *
   5  * Copyright(C) 2005, Benedikt Spranger <b.spranger@linutronix.de>
   6  * Copyright(C) 2005, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
   7  * Copyright(C) 2006, Hans J. Koch <hjk@hansjkoch.de>
   8  * Copyright(C) 2006, Greg Kroah-Hartman <greg@kroah.com>
   9  *
  10  * Userspace IO
  11  *
  12  * Base Functions
  13  */
  14
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/poll.h>
  18 #include <linux/device.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/idr.h>
  22 #include <linux/sched/signal.h>
  23 #include <linux/string.h>
  24 #include <linux/kobject.h>
  25 #include <linux/cdev.h>
  26 #include <linux/uio_driver.h>
  27
  28 #define UIO_MAX_DEVICES         (1U << MINORBITS)
  29
  30 static int uio_major;
  31 static struct cdev *uio_cdev;
  32 static DEFINE_IDR(uio_idr);
  33 static const struct file_operations uio_fops;
  34
  35 /* Protect idr accesses */
  36 static DEFINE_MUTEX(minor_lock);
  37
  38 /*
  39  * attributes
  40  */
  41
  42 struct uio_map {
  43         struct kobject kobj;
  44         struct uio_mem *mem;
  45 };
  46 #define to_map(map) container_of(map, struct uio_map, kobj)
  47
  48 static ssize_t map_name_show(struct uio_mem *mem, char *buf)
  49 {
  50         if (unlikely(!mem->name))
  51                 mem->name = "";
  52
  53         return sprintf(buf, "%s\n", mem->name);
  54 }
  55
  56 static ssize_t map_addr_show(struct uio_mem *mem, char *buf)
  57 {
  58         return sprintf(buf, "%pa\n", &mem->addr);
  59 }
  60
  61 static ssize_t map_size_show(struct uio_mem *mem, char *buf)
  62 {
  63         return sprintf(buf, "%pa\n", &mem->size);
  64 }
  65
  66 static ssize_t map_offset_show(struct uio_mem *mem, char *buf)
  67 {
  68         return sprintf(buf, "0x%llx\n", (unsigned long long)mem->offs);
  69 }
  70
  71 struct map_sysfs_entry {
  72         struct attribute attr;
  73         ssize_t (*show)(struct uio_mem *, char *);
  74         ssize_t (*store)(struct uio_mem *, const char *, size_t);
  75 };
  76
  77 static struct map_sysfs_entry name_attribute =
  78         __ATTR(name, S_IRUGO, map_name_show, NULL);
  79 static struct map_sysfs_entry addr_attribute =
  80         __ATTR(addr, S_IRUGO, map_addr_show, NULL);
  81 static struct map_sysfs_entry size_attribute =
  82         __ATTR(size, S_IRUGO, map_size_show, NULL);
  83 static struct map_sysfs_entry offset_attribute =
  84         __ATTR(offset, S_IRUGO, map_offset_show, NULL);
  85
  86 static struct attribute *attrs[] = {
  87         &name_attribute.attr,
  88         &addr_attribute.attr,
  89         &size_attribute.attr,
  90         &offset_attribute.attr,
  91         NULL,   /* need to NULL terminate the list of attributes */
  92 };
  93
  94 static void map_release(struct kobject *kobj)
  95 {
  96         struct uio_map *map = to_map(kobj);
  97         kfree(map);
  98 }
  99
 100 static ssize_t map_type_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
 101                              char *buf)
 102 {
 103         struct uio_map *map = to_map(kobj);
 104         struct uio_mem *mem = map->mem;
 105         struct map_sysfs_entry *entry;
 106
 107         entry = container_of(attr, struct map_sysfs_entry, attr);
 108
 109         if (!entry->show)
 110                 return -EIO;
 111
 112         return entry->show(mem, buf);
 113 }
 114
 115 static const struct sysfs_ops map_sysfs_ops = {
 116         .show = map_type_show,
 117 };
 118
 119 static struct kobj_type map_attr_type = {
 120         .release        = map_release,
 121         .sysfs_ops      = &map_sysfs_ops,
 122         .default_attrs  = attrs,
 123 };
 124
 125 struct uio_portio {
 126         struct kobject kobj;
 127         struct uio_port *port;
 128 };
 129 #define to_portio(portio) container_of(portio, struct uio_portio, kobj)
 130
 131 static ssize_t portio_name_show(struct uio_port *port, char *buf)
 132 {
 133         if (unlikely(!port->name))
 134                 port->name = "";
 135
 136         return sprintf(buf, "%s\n", port->name);
 137 }
 138
 139 static ssize_t portio_start_show(struct uio_port *port, char *buf)
 140 {
 141         return sprintf(buf, "0x%lx\n", port->start);
 142 }
 143
 144 static ssize_t portio_size_show(struct uio_port *port, char *buf)
 145 {
 146         return sprintf(buf, "0x%lx\n", port->size);
 147 }
 148
 149 static ssize_t portio_porttype_show(struct uio_port *port, char *buf)
 150 {
 151         const char *porttypes[] = {"none", "x86", "gpio", "other"};
 152
 153         if ((port->porttype < 0) || (port->porttype > UIO_PORT_OTHER))
 154                 return -EINVAL;
 155
 156         return sprintf(buf, "port_%s\n", porttypes[port->porttype]);
 157 }
 158
 159 struct portio_sysfs_entry {
 160         struct attribute attr;
 161         ssize_t (*show)(struct uio_port *, char *);
 162         ssize_t (*store)(struct uio_port *, const char *, size_t);
 163 };
 164
 165 static struct portio_sysfs_entry portio_name_attribute =
 166         __ATTR(name, S_IRUGO, portio_name_show, NULL);
 167 static struct portio_sysfs_entry portio_start_attribute =
 168         __ATTR(start, S_IRUGO, portio_start_show, NULL);
 169 static struct portio_sysfs_entry portio_size_attribute =
 170         __ATTR(size, S_IRUGO, portio_size_show, NULL);
 171 static struct portio_sysfs_entry portio_porttype_attribute =
 172         __ATTR(porttype, S_IRUGO, portio_porttype_show, NULL);
 173
 174 static struct attribute *portio_attrs[] = {
 175         &portio_name_attribute.attr,
 176         &portio_start_attribute.attr,
 177         &portio_size_attribute.attr,
 178         &portio_porttype_attribute.attr,
 179         NULL,
 180 };
 181
 182 static void portio_release(struct kobject *kobj)
 183 {
 184         struct uio_portio *portio = to_portio(kobj);
 185         kfree(portio);
 186 }
 187
 188 static ssize_t portio_type_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
 189                              char *buf)
 190 {
 191         struct uio_portio *portio = to_portio(kobj);
 192         struct uio_port *port = portio->port;
 193         struct portio_sysfs_entry *entry;
 194
 195         entry = container_of(attr, struct portio_sysfs_entry, attr);
 196
 197         if (!entry->show)
 198                 return -EIO;
 199
 200         return entry->show(port, buf);
 201 }
 202
 203 static const struct sysfs_ops portio_sysfs_ops = {
 204         .show = portio_type_show,
 205 };
 206
 207 static struct kobj_type portio_attr_type = {
 208         .release        = portio_release,
 209         .sysfs_ops      = &portio_sysfs_ops,
 210         .default_attrs  = portio_attrs,
 211 };
 212
 213 static ssize_t name_show(struct device *dev,
 214                          struct device_attribute *attr, char *buf)
 215 {
 216         struct uio_device *idev = dev_get_drvdata(dev);
 217         int ret;
 218
 219         mutex_lock(&idev->info_lock);
 220         if (!idev->info) {
 221                 ret = -EINVAL;
 222                 dev_err(dev, "the device has been unregistered\n");
 223                 goto out;
 224         }
 225
 226         ret = sprintf(buf, "%s\n", idev->info->name);
 227
 228 out:
 229         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 230         return ret;
 231 }
 232 static DEVICE_ATTR_RO(name);
 233
 234 static ssize_t version_show(struct device *dev,
 235                             struct device_attribute *attr, char *buf)
 236 {
 237         struct uio_device *idev = dev_get_drvdata(dev);
 238         int ret;
 239
 240         mutex_lock(&idev->info_lock);
 241         if (!idev->info) {
 242                 ret = -EINVAL;
 243                 dev_err(dev, "the device has been unregistered\n");
 244                 goto out;
 245         }
 246
 247         ret = sprintf(buf, "%s\n", idev->info->version);
 248
 249 out:
 250         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 251         return ret;
 252 }
 253 static DEVICE_ATTR_RO(version);
 254
 255 static ssize_t event_show(struct device *dev,
 256                           struct device_attribute *attr, char *buf)
 257 {
 258         struct uio_device *idev = dev_get_drvdata(dev);
 259         return sprintf(buf, "%u\n", (unsigned int)atomic_read(&idev->event));
 260 }
 261 static DEVICE_ATTR_RO(event);
 262
 263 static struct attribute *uio_attrs[] = {
 264         &dev_attr_name.attr,
 265         &dev_attr_version.attr,
 266         &dev_attr_event.attr,
 267         NULL,
 268 };
 269 ATTRIBUTE_GROUPS(uio);
 270
 271 /* UIO class infrastructure */
 272 static struct class uio_class = {
 273         .name = "uio",
 274         .dev_groups = uio_groups,
 275 };
 276
 277 /*
 278  * device functions
 279  */
 280 static int uio_dev_add_attributes(struct uio_device *idev)
 281 {
 282         int ret;
 283         int mi, pi;
 284         int map_found = 0;
 285         int portio_found = 0;
 286         struct uio_mem *mem;
 287         struct uio_map *map;
 288         struct uio_port *port;
 289         struct uio_portio *portio;
 290
 291         for (mi = 0; mi < MAX_UIO_MAPS; mi++) {
 292                 mem = &idev->info->mem[mi];
 293                 if (mem->size == 0)
 294                         break;
 295                 if (!map_found) {
 296                         map_found = 1;
 297                         idev->map_dir = kobject_create_and_add("maps",
 298                                                         &idev->dev.kobj);
 299                         if (!idev->map_dir) {
 300                                 ret = -ENOMEM;
 301                                 goto err_map;
 302                         }
 303                 }
 304                 map = kzalloc(sizeof(*map), GFP_KERNEL);
 305                 if (!map) {
 306                         ret = -ENOMEM;
 307                         goto err_map;
 308                 }
 309                 kobject_init(&map->kobj, &map_attr_type);
 310                 map->mem = mem;
 311                 mem->map = map;
 312                 ret = kobject_add(&map->kobj, idev->map_dir, "map%d", mi);
 313                 if (ret)
 314                         goto err_map_kobj;
 315                 ret = kobject_uevent(&map->kobj, KOBJ_ADD);
 316                 if (ret)
 317                         goto err_map_kobj;
 318         }
 319
 320         for (pi = 0; pi < MAX_UIO_PORT_REGIONS; pi++) {
 321                 port = &idev->info->port[pi];
 322                 if (port->size == 0)
 323                         break;
 324                 if (!portio_found) {
 325                         portio_found = 1;
 326                         idev->portio_dir = kobject_create_and_add("portio",
 327                                                         &idev->dev.kobj);
 328                         if (!idev->portio_dir) {
 329                                 ret = -ENOMEM;
 330                                 goto err_portio;
 331                         }
 332                 }
 333                 portio = kzalloc(sizeof(*portio), GFP_KERNEL);
 334                 if (!portio) {
 335                         ret = -ENOMEM;
 336                         goto err_portio;
 337                 }
 338                 kobject_init(&portio->kobj, &portio_attr_type);
 339                 portio->port = port;
 340                 port->portio = portio;
 341                 ret = kobject_add(&portio->kobj, idev->portio_dir,
 342                                                         "port%d", pi);
 343                 if (ret)
 344                         goto err_portio_kobj;
 345                 ret = kobject_uevent(&portio->kobj, KOBJ_ADD);
 346                 if (ret)
 347                         goto err_portio_kobj;
 348         }
 349
 350         return 0;
 351
 352 err_portio:
 353         pi--;
 354 err_portio_kobj:
 355         for (; pi >= 0; pi--) {
 356                 port = &idev->info->port[pi];
 357                 portio = port->portio;
 358                 kobject_put(&portio->kobj);
 359         }
 360         kobject_put(idev->portio_dir);
 361 err_map:
 362         mi--;
 363 err_map_kobj:
 364         for (; mi >= 0; mi--) {
 365                 mem = &idev->info->mem[mi];
 366                 map = mem->map;
 367                 kobject_put(&map->kobj);
 368         }
 369         kobject_put(idev->map_dir);
 370         dev_err(&idev->dev, "error creating sysfs files (%d)\n", ret);
 371         return ret;
 372 }
 373
 374 static void uio_dev_del_attributes(struct uio_device *idev)
 375 {
 376         int i;
 377         struct uio_mem *mem;
 378         struct uio_port *port;
 379
 380         for (i = 0; i < MAX_UIO_MAPS; i++) {
 381                 mem = &idev->info->mem[i];
 382                 if (mem->size == 0)
 383                         break;
 384                 kobject_put(&mem->map->kobj);
 385         }
 386         kobject_put(idev->map_dir);
 387
 388         for (i = 0; i < MAX_UIO_PORT_REGIONS; i++) {
 389                 port = &idev->info->port[i];
 390                 if (port->size == 0)
 391                         break;
 392                 kobject_put(&port->portio->kobj);
 393         }
 394         kobject_put(idev->portio_dir);
 395 }
 396
 397 static int uio_get_minor(struct uio_device *idev)
 398 {
 399         int retval = -ENOMEM;
 400
 401         mutex_lock(&minor_lock);
 402         retval = idr_alloc(&uio_idr, idev, 0, UIO_MAX_DEVICES, GFP_KERNEL);
 403         if (retval >= 0) {
 404                 idev->minor = retval;
 405                 retval = 0;
 406         } else if (retval == -ENOSPC) {
 407                 dev_err(&idev->dev, "too many uio devices\n");
 408                 retval = -EINVAL;
 409         }
 410         mutex_unlock(&minor_lock);
 411         return retval;
 412 }
 413
 414 static void uio_free_minor(struct uio_device *idev)
 415 {
 416         mutex_lock(&minor_lock);
 417         idr_remove(&uio_idr, idev->minor);
 418         mutex_unlock(&minor_lock);
 419 }
 420
 421 /**
 422  * uio_event_notify - trigger an interrupt event
 423  * @info: UIO device capabilities
 424  */
 425 void uio_event_notify(struct uio_info *info)
 426 {
 427         struct uio_device *idev = info->uio_dev;
 428
 429         atomic_inc(&idev->event);
 430         wake_up_interruptible(&idev->wait);
 431         kill_fasync(&idev->async_queue, SIGIO, POLL_IN);
 432 }
 433 EXPORT_SYMBOL_GPL(uio_event_notify);
 434
 435 /**
 436  * uio_interrupt - hardware interrupt handler
 437  * @irq: IRQ number, can be UIO_IRQ_CYCLIC for cyclic timer
 438  * @dev_id: Pointer to the devices uio_device structure
 439  */
 440 static irqreturn_t uio_interrupt(int irq, void *dev_id)
 441 {
 442         struct uio_device *idev = (struct uio_device *)dev_id;
 443         irqreturn_t ret;
 444
 445         mutex_lock(&idev->info_lock);
 446
 447         ret = idev->info->handler(irq, idev->info);
 448         if (ret == IRQ_HANDLED)
 449                 uio_event_notify(idev->info);
 450
 451         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 452         return ret;
 453 }
 454
 455 struct uio_listener {
 456         struct uio_device *dev;
 457         s32 event_count;
 458 };
 459
 460 static int uio_open(struct inode *inode, struct file *filep)
 461 {
 462         struct uio_device *idev;
 463         struct uio_listener *listener;
 464         int ret = 0;
 465
 466         mutex_lock(&minor_lock);
 467         idev = idr_find(&uio_idr, iminor(inode));
 468         mutex_unlock(&minor_lock);
 469         if (!idev) {
 470                 ret = -ENODEV;
 471                 goto out;
 472         }
 473
 474         get_device(&idev->dev);
 475
 476         if (!try_module_get(idev->owner)) {
 477                 ret = -ENODEV;
 478                 goto err_module_get;
 479         }
 480
 481         listener = kmalloc(sizeof(*listener), GFP_KERNEL);
 482         if (!listener) {
 483                 ret = -ENOMEM;
 484                 goto err_alloc_listener;
 485         }
 486
 487         listener->dev = idev;
 488         listener->event_count = atomic_read(&idev->event);
 489         filep->private_data = listener;
 490
 491         mutex_lock(&idev->info_lock);
 492         if (!idev->info) {
 493                 mutex_unlock(&idev->info_lock);
 494                 ret = -EINVAL;
 495                 goto err_alloc_listener;
 496         }
 497
 498         if (idev->info && idev->info->open)
 499                 ret = idev->info->open(idev->info, inode);
 500         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 501         if (ret)
 502                 goto err_infoopen;
 503
 504         return 0;
 505
 506 err_infoopen:
 507         kfree(listener);
 508
 509 err_alloc_listener:
 510         module_put(idev->owner);
 511
 512 err_module_get:
 513         put_device(&idev->dev);
 514
 515 out:
 516         return ret;
 517 }
 518
 519 static int uio_fasync(int fd, struct file *filep, int on)
 520 {
 521         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 522         struct uio_device *idev = listener->dev;
 523
 524         return fasync_helper(fd, filep, on, &idev->async_queue);
 525 }
 526
 527 static int uio_release(struct inode *inode, struct file *filep)
 528 {
 529         int ret = 0;
 530         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 531         struct uio_device *idev = listener->dev;
 532
 533         mutex_lock(&idev->info_lock);
 534         if (idev->info && idev->info->release)
 535                 ret = idev->info->release(idev->info, inode);
 536         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 537
 538         module_put(idev->owner);
 539         kfree(listener);
 540         put_device(&idev->dev);
 541         return ret;
 542 }
 543
 544 static __poll_t uio_poll(struct file *filep, poll_table *wait)
 545 {
 546         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 547         struct uio_device *idev = listener->dev;
 548         __poll_t ret = 0;
 549
 550         mutex_lock(&idev->info_lock);
 551         if (!idev->info || !idev->info->irq)
 552                 ret = -EIO;
 553         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 554
 555         if (ret)
 556                 return ret;
 557
 558         poll_wait(filep, &idev->wait, wait);
 559         if (listener->event_count != atomic_read(&idev->event))
 560                 return EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 561         return 0;
 562 }
 563
 564 static ssize_t uio_read(struct file *filep, char __user *buf,
 565                         size_t count, loff_t *ppos)
 566 {
 567         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 568         struct uio_device *idev = listener->dev;
 569         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
 570         ssize_t retval = 0;
 571         s32 event_count;
 572
 573         mutex_lock(&idev->info_lock);
 574         if (!idev->info || !idev->info->irq)
 575                 retval = -EIO;
 576         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 577
 578         if (retval)
 579                 return retval;
 580
 581         if (count != sizeof(s32))
 582                 return -EINVAL;
 583
 584         add_wait_queue(&idev->wait, &wait);
 585
 586         do {
 587                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 588
 589                 event_count = atomic_read(&idev->event);
 590                 if (event_count != listener->event_count) {
 591                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 592                         if (copy_to_user(buf, &event_count, count))
 593                                 retval = -EFAULT;
 594                         else {
 595                                 listener->event_count = event_count;
 596                                 retval = count;
 597                         }
 598                         break;
 599                 }
 600
 601                 if (filep->f_flags & O_NONBLOCK) {
 602                         retval = -EAGAIN;
 603                         break;
 604                 }
 605
 606                 if (signal_pending(current)) {
 607                         retval = -ERESTARTSYS;
 608                         break;
 609                 }
 610                 schedule();
 611         } while (1);
 612
 613         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 614         remove_wait_queue(&idev->wait, &wait);
 615
 616         return retval;
 617 }
 618
 619 static ssize_t uio_write(struct file *filep, const char __user *buf,
 620                         size_t count, loff_t *ppos)
 621 {
 622         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 623         struct uio_device *idev = listener->dev;
 624         ssize_t retval;
 625         s32 irq_on;
 626
 627         if (count != sizeof(s32))
 628                 return -EINVAL;
 629
 630         if (copy_from_user(&irq_on, buf, count))
 631                 return -EFAULT;
 632
 633         mutex_lock(&idev->info_lock);
 634         if (!idev->info) {
 635                 retval = -EINVAL;
 636                 goto out;
 637         }
 638
 639         if (!idev->info || !idev->info->irq) {
 640                 retval = -EIO;
 641                 goto out;
 642         }
 643
 644         if (!idev->info->irqcontrol) {
 645                 retval = -ENOSYS;
 646                 goto out;
 647         }
 648
 649         retval = idev->info->irqcontrol(idev->info, irq_on);
 650
 651 out:
 652         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 653         return retval ? retval : sizeof(s32);
 654 }
 655
 656 static int uio_find_mem_index(struct vm_area_struct *vma)
 657 {
 658         struct uio_device *idev = vma->vm_private_data;
 659
 660         if (vma->vm_pgoff < MAX_UIO_MAPS) {
 661                 if (idev->info->mem[vma->vm_pgoff].size == 0)
 662                         return -1;
 663                 return (int)vma->vm_pgoff;
 664         }
 665         return -1;
 666 }
 667
 668 static vm_fault_t uio_vma_fault(struct vm_fault *vmf)
 669 {
 670         struct uio_device *idev = vmf->vma->vm_private_data;
 671         struct page *page;
 672         unsigned long offset;
 673         void *addr;
 674         int ret = 0;
 675         int mi;
 676
 677         mutex_lock(&idev->info_lock);
 678         if (!idev->info) {
 679                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
 680                 goto out;
 681         }
 682
 683         mi = uio_find_mem_index(vmf->vma);
 684         if (mi < 0) {
 685                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
 686                 goto out;
 687         }
 688
 689         /*
 690          * We need to subtract mi because userspace uses offset = N*PAGE_SIZE
 691          * to use mem[N].
 692          */
 693         offset = (vmf->pgoff - mi) << PAGE_SHIFT;
 694
 695         addr = (void *)(unsigned long)idev->info->mem[mi].addr + offset;
 696         if (idev->info->mem[mi].memtype == UIO_MEM_LOGICAL)
 697                 page = virt_to_page(addr);
 698         else
 699                 page = vmalloc_to_page(addr);
 700         get_page(page);
 701         vmf->page = page;
 702
 703 out:
 704         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 705
 706         return ret;
 707 }
 708
 709 static const struct vm_operations_struct uio_logical_vm_ops = {
 710         .fault = uio_vma_fault,
 711 };
 712
 713 static int uio_mmap_logical(struct vm_area_struct *vma)
 714 {
 715         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
 716         vma->vm_ops = &uio_logical_vm_ops;
 717         return 0;
 718 }
 719
 720 static const struct vm_operations_struct uio_physical_vm_ops = {
 721 #ifdef CONFIG_HAVE_IOREMAP_PROT
 722         .access = generic_access_phys,
 723 #endif
 724 };
 725
 726 static int uio_mmap_physical(struct vm_area_struct *vma)
 727 {
 728         struct uio_device *idev = vma->vm_private_data;
 729         int mi = uio_find_mem_index(vma);
 730         struct uio_mem *mem;
 731
 732         if (mi < 0)
 733                 return -EINVAL;
 734         mem = idev->info->mem + mi;
 735
 736         if (mem->addr & ~PAGE_MASK)
 737                 return -ENODEV;
 738         if (vma->vm_end - vma->vm_start > mem->size)
 739                 return -EINVAL;
 740
 741         vma->vm_ops = &uio_physical_vm_ops;
 742         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
 743
 744         /*
 745          * We cannot use the vm_iomap_memory() helper here,
 746          * because vma->vm_pgoff is the map index we looked
 747          * up above in uio_find_mem_index(), rather than an
 748          * actual page offset into the mmap.
 749          *
 750          * So we just do the physical mmap without a page
 751          * offset.
 752          */
 753         return remap_pfn_range(vma,
 754                                vma->vm_start,
 755                                mem->addr >> PAGE_SHIFT,
 756                                vma->vm_end - vma->vm_start,
 757                                vma->vm_page_prot);
 758 }
 759
 760 static int uio_mmap(struct file *filep, struct vm_area_struct *vma)
 761 {
 762         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 763         struct uio_device *idev = listener->dev;
 764         int mi;
 765         unsigned long requested_pages, actual_pages;
 766         int ret = 0;
 767
 768         if (vma->vm_end < vma->vm_start)
 769                 return -EINVAL;
 770
 771         vma->vm_private_data = idev;
 772
 773         mutex_lock(&idev->info_lock);
 774         if (!idev->info) {
 775                 ret = -EINVAL;
 776                 goto out;
 777         }
 778
 779         mi = uio_find_mem_index(vma);
 780         if (mi < 0) {
 781                 ret = -EINVAL;
 782                 goto out;
 783         }
 784
 785         requested_pages = vma_pages(vma);
 786         actual_pages = ((idev->info->mem[mi].addr & ~PAGE_MASK)
 787                         + idev->info->mem[mi].size + PAGE_SIZE -1) >> PAGE_SHIFT;
 788         if (requested_pages > actual_pages) {
 789                 ret = -EINVAL;
 790                 goto out;
 791         }
 792
 793         if (idev->info->mmap) {
 794                 ret = idev->info->mmap(idev->info, vma);
 795                 goto out;
 796         }
 797
 798         switch (idev->info->mem[mi].memtype) {
 799                 case UIO_MEM_PHYS:
 800                         ret = uio_mmap_physical(vma);
 801                         break;
 802                 case UIO_MEM_LOGICAL:
 803                 case UIO_MEM_VIRTUAL:
 804                         ret = uio_mmap_logical(vma);
 805                         break;
 806                 default:
 807                         ret = -EINVAL;
 808         }
 809
 810 out:
 811         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 812         return ret;
 813 }
 814
 815 static const struct file_operations uio_fops = {
 816         .owner          = THIS_MODULE,
 817         .open           = uio_open,
 818         .release        = uio_release,
 819         .read           = uio_read,
 820         .write          = uio_write,
 821         .mmap           = uio_mmap,
 822         .poll           = uio_poll,
 823         .fasync         = uio_fasync,
 824         .llseek         = noop_llseek,
 825 };
 826
 827 static int uio_major_init(void)
 828 {
 829         static const char name[] = "uio";
 830         struct cdev *cdev = NULL;
 831         dev_t uio_dev = 0;
 832         int result;
 833
 834         result = alloc_chrdev_region(&uio_dev, 0, UIO_MAX_DEVICES, name);
 835         if (result)
 836                 goto out;
 837
 838         result = -ENOMEM;
 839         cdev = cdev_alloc();
 840         if (!cdev)
 841                 goto out_unregister;
 842
 843         cdev->owner = THIS_MODULE;
 844         cdev->ops = &uio_fops;
 845         kobject_set_name(&cdev->kobj, "%s", name);
 846
 847         result = cdev_add(cdev, uio_dev, UIO_MAX_DEVICES);
 848         if (result)
 849                 goto out_put;
 850
 851         uio_major = MAJOR(uio_dev);
 852         uio_cdev = cdev;
 853         return 0;
 854 out_put:
 855         kobject_put(&cdev->kobj);
 856 out_unregister:
 857         unregister_chrdev_region(uio_dev, UIO_MAX_DEVICES);
 858 out:
 859         return result;
 860 }
 861
 862 static void uio_major_cleanup(void)
 863 {
 864         unregister_chrdev_region(MKDEV(uio_major, 0), UIO_MAX_DEVICES);
 865         cdev_del(uio_cdev);
 866 }
 867
 868 static int init_uio_class(void)
 869 {
 870         int ret;
 871
 872         /* This is the first time in here, set everything up properly */
 873         ret = uio_major_init();
 874         if (ret)
 875                 goto exit;
 876
 877         ret = class_register(&uio_class);
 878         if (ret) {
 879                 printk(KERN_ERR "class_register failed for uio\n");
 880                 goto err_class_register;
 881         }
 882         return 0;
 883
 884 err_class_register:
 885         uio_major_cleanup();
 886 exit:
 887         return ret;
 888 }
 889
 890 static void release_uio_class(void)
 891 {
 892         class_unregister(&uio_class);
 893         uio_major_cleanup();
 894 }
 895
 896 static void uio_device_release(struct device *dev)
 897 {
 898         struct uio_device *idev = dev_get_drvdata(dev);
 899
 900         kfree(idev);
 901 }
 902
 903 /**
 904  * uio_register_device - register a new userspace IO device
 905  * @owner:      module that creates the new device
 906  * @parent:     parent device
 907  * @info:       UIO device capabilities
 908  *
 909  * returns zero on success or a negative error code.
 910  */
 911 int __uio_register_device(struct module *owner,
 912                           struct device *parent,
 913                           struct uio_info *info)
 914 {
 915         struct uio_device *idev;
 916         int ret = 0;
 917
 918         if (!parent || !info || !info->name || !info->version)
 919                 return -EINVAL;
 920
 921         info->uio_dev = NULL;
 922
 923         idev = kzalloc(sizeof(*idev), GFP_KERNEL);
 924         if (!idev) {
 925                 return -ENOMEM;
 926         }
 927
 928         idev->owner = owner;
 929         idev->info = info;
 930         mutex_init(&idev->info_lock);
 931         init_waitqueue_head(&idev->wait);
 932         atomic_set(&idev->event, 0);
 933
 934         ret = uio_get_minor(idev);
 935         if (ret)
 936                 return ret;
 937
 938         idev->dev.devt = MKDEV(uio_major, idev->minor);
 939         idev->dev.class = &uio_class;
 940         idev->dev.parent = parent;
 941         idev->dev.release = uio_device_release;
 942         dev_set_drvdata(&idev->dev, idev);
 943
 944         ret = dev_set_name(&idev->dev, "uio%d", idev->minor);
 945         if (ret)
 946                 goto err_device_create;
 947
 948         ret = device_register(&idev->dev);
 949         if (ret)
 950                 goto err_device_create;
 951
 952         ret = uio_dev_add_attributes(idev);
 953         if (ret)
 954                 goto err_uio_dev_add_attributes;
 955
 956         if (info->irq && (info->irq != UIO_IRQ_CUSTOM)) {
 957                 /*
 958                  * Note that we deliberately don't use devm_request_irq
 959                  * here. The parent module can unregister the UIO device
 960                  * and call pci_disable_msi, which requires that this
 961                  * irq has been freed. However, the device may have open
 962                  * FDs at the time of unregister and therefore may not be
 963                  * freed until they are released.
 964                  */
 965                 ret = request_threaded_irq(info->irq, NULL, uio_interrupt,
 966                                            info->irq_flags, info->name, idev);
 967
 968                 if (ret)
 969                         goto err_request_irq;
 970         }
 971
 972         info->uio_dev = idev;
 973         return 0;
 974
 975 err_request_irq:
 976         uio_dev_del_attributes(idev);
 977 err_uio_dev_add_attributes:
 978         device_unregister(&idev->dev);
 979 err_device_create:
 980         uio_free_minor(idev);
 981         return ret;
 982 }
 983 EXPORT_SYMBOL_GPL(__uio_register_device);
 984
 985 /**
 986  * uio_unregister_device - unregister a industrial IO device
 987  * @info:       UIO device capabilities
 988  *
 989  */
 990 void uio_unregister_device(struct uio_info *info)
 991 {
 992         struct uio_device *idev;
 993
 994         if (!info || !info->uio_dev)
 995                 return;
 996
 997         idev = info->uio_dev;
 998
 999         uio_free_minor(idev);
1000
1001         mutex_lock(&idev->info_lock);
1002         uio_dev_del_attributes(idev);
1003
1004         if (info->irq && info->irq != UIO_IRQ_CUSTOM)
1005                 free_irq(info->irq, idev);
1006
1007         idev->info = NULL;
1008         mutex_unlock(&idev->info_lock);
1009
1010         device_unregister(&idev->dev);
1011
1012         return;
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL_GPL(uio_unregister_device);
1015
1016 static int __init uio_init(void)
1017 {
1018         return init_uio_class();
1019 }
1020
1021 static void __exit uio_exit(void)
1022 {
1023         release_uio_class();
1024         idr_destroy(&uio_idr);
1025 }
1026
1027 module_init(uio_init)
1028 module_exit(uio_exit)
1029 MODULE_LICENSE("GPL v2");