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
  59 #include <xen/xenbus.h>
  60 #include <xen/xen.h>
  61 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  62
  63 #include "xenbus.h"
  64
  65 /*
  66  * An element of a list of outstanding transactions, for which we're
  67  * still waiting a reply.
  68  */
  69 struct xenbus_transaction_holder {
  70         struct list_head list;
  71         struct xenbus_transaction handle;
  72 };
  73
  74 /*
  75  * A buffer of data on the queue.
  76  */
  77 struct read_buffer {
  78         struct list_head list;
  79         unsigned int cons;
  80         unsigned int len;
  81         char msg[];
  82 };
  83
  84 struct xenbus_file_priv {
  85         /*
  86          * msgbuffer_mutex is held while partial requests are built up
  87          * and complete requests are acted on.  It therefore protects
  88          * the "transactions" and "watches" lists, and the partial
  89          * request length and buffer.
  90          *
  91          * reply_mutex protects the reply being built up to return to
  92          * usermode.  It nests inside msgbuffer_mutex but may be held
  93          * alone during a watch callback.
  94          */
  95         struct mutex msgbuffer_mutex;
  96
  97         /* In-progress transactions */
  98         struct list_head transactions;
  99
 100         /* Active watches. */
 101         struct list_head watches;
 102
 103         /* Partial request. */
 104         unsigned int len;
 105         union {
 106                 struct xsd_sockmsg msg;
 107                 char buffer[XENSTORE_PAYLOAD_MAX];
 108         } u;
 109
 110         /* Response queue. */
 111         struct mutex reply_mutex;
 112         struct list_head read_buffers;
 113         wait_queue_head_t read_waitq;
 114
 115         struct kref kref;
 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         if (len > XENSTORE_PAYLOAD_MAX)
 190                 return -EINVAL;
 191
 192         rb = kmalloc(sizeof(*rb) + len, GFP_KERNEL);
 193         if (rb == NULL)
 194                 return -ENOMEM;
 195
 196         rb->cons = 0;
 197         rb->len = len;
 198
 199         memcpy(rb->msg, data, len);
 200
 201         list_add_tail(&rb->list, queue);
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Free all the read_buffer s on a list.
 207  * Caller must have sole reference to list.
 208  */
 209 static void queue_cleanup(struct list_head *list)
 210 {
 211         struct read_buffer *rb;
 212
 213         while (!list_empty(list)) {
 214                 rb = list_entry(list->next, struct read_buffer, list);
 215                 list_del(list->next);
 216                 kfree(rb);
 217         }
 218 }
 219
 220 struct watch_adapter {
 221         struct list_head list;
 222         struct xenbus_watch watch;
 223         struct xenbus_file_priv *dev_data;
 224         char *token;
 225 };
 226
 227 static void free_watch_adapter(struct watch_adapter *watch)
 228 {
 229         kfree(watch->watch.node);
 230         kfree(watch->token);
 231         kfree(watch);
 232 }
 233
 234 static struct watch_adapter *alloc_watch_adapter(const char *path,
 235                                                  const char *token)
 236 {
 237         struct watch_adapter *watch;
 238
 239         watch = kzalloc(sizeof(*watch), GFP_KERNEL);
 240         if (watch == NULL)
 241                 goto out_fail;
 242
 243         watch->watch.node = kstrdup(path, GFP_KERNEL);
 244         if (watch->watch.node == NULL)
 245                 goto out_free;
 246
 247         watch->token = kstrdup(token, GFP_KERNEL);
 248         if (watch->token == NULL)
 249                 goto out_free;
 250
 251         return watch;
 252
 253 out_free:
 254         free_watch_adapter(watch);
 255
 256 out_fail:
 257         return NULL;
 258 }
 259
 260 static void watch_fired(struct xenbus_watch *watch,
 261                         const char *path,
 262                         const char *token)
 263 {
 264         struct watch_adapter *adap;
 265         struct xsd_sockmsg hdr;
 266         const char *token_caller;
 267         int path_len, tok_len, body_len;
 268         int ret;
 269         LIST_HEAD(staging_q);
 270
 271         adap = container_of(watch, struct watch_adapter, watch);
 272
 273         token_caller = adap->token;
 274
 275         path_len = strlen(path) + 1;
 276         tok_len = strlen(token_caller) + 1;
 277         body_len = path_len + tok_len;
 278
 279         hdr.type = XS_WATCH_EVENT;
 280         hdr.len = body_len;
 281
 282         mutex_lock(&adap->dev_data->reply_mutex);
 283
 284         ret = queue_reply(&staging_q, &hdr, sizeof(hdr));
 285         if (!ret)
 286                 ret = queue_reply(&staging_q, path, path_len);
 287         if (!ret)
 288                 ret = queue_reply(&staging_q, token_caller, tok_len);
 289
 290         if (!ret) {
 291                 /* success: pass reply list onto watcher */
 292                 list_splice_tail(&staging_q, &adap->dev_data->read_buffers);
 293                 wake_up(&adap->dev_data->read_waitq);
 294         } else
 295                 queue_cleanup(&staging_q);
 296
 297         mutex_unlock(&adap->dev_data->reply_mutex);
 298 }
 299
 300 static void xenbus_file_free(struct kref *kref)
 301 {
 302         struct xenbus_file_priv *u;
 303         struct xenbus_transaction_holder *trans, *tmp;
 304         struct watch_adapter *watch, *tmp_watch;
 305         struct read_buffer *rb, *tmp_rb;
 306
 307         u = container_of(kref, struct xenbus_file_priv, kref);
 308
 309         /*
 310          * No need for locking here because there are no other users,
 311          * by definition.
 312          */
 313
 314         list_for_each_entry_safe(trans, tmp, &u->transactions, list) {
 315                 xenbus_transaction_end(trans->handle, 1);
 316                 list_del(&trans->list);
 317                 kfree(trans);
 318         }
 319
 320         list_for_each_entry_safe(watch, tmp_watch, &u->watches, list) {
 321                 unregister_xenbus_watch(&watch->watch);
 322                 list_del(&watch->list);
 323                 free_watch_adapter(watch);
 324         }
 325
 326         list_for_each_entry_safe(rb, tmp_rb, &u->read_buffers, list) {
 327                 list_del(&rb->list);
 328                 kfree(rb);
 329         }
 330         kfree(u);
 331 }
 332
 333 static struct xenbus_transaction_holder *xenbus_get_transaction(
 334         struct xenbus_file_priv *u, uint32_t tx_id)
 335 {
 336         struct xenbus_transaction_holder *trans;
 337
 338         list_for_each_entry(trans, &u->transactions, list)
 339                 if (trans->handle.id == tx_id)
 340                         return trans;
 341
 342         return NULL;
 343 }
 344
 345 void xenbus_dev_queue_reply(struct xb_req_data *req)
 346 {
 347         struct xenbus_file_priv *u = req->par;
 348         struct xenbus_transaction_holder *trans = NULL;
 349         int rc;
 350         LIST_HEAD(staging_q);
 351
 352         xs_request_exit(req);
 353
 354         mutex_lock(&u->msgbuffer_mutex);
 355
 356         if (req->type == XS_TRANSACTION_START) {
 357                 trans = xenbus_get_transaction(u, 0);
 358                 if (WARN_ON(!trans))
 359                         goto out;
 360                 if (req->msg.type == XS_ERROR) {
 361                         list_del(&trans->list);
 362                         kfree(trans);
 363                 } else {
 364                         rc = kstrtou32(req->body, 10, &trans->handle.id);
 365                         if (WARN_ON(rc))
 366                                 goto out;
 367                 }
 368         } else if (req->msg.type == XS_TRANSACTION_END) {
 369                 trans = xenbus_get_transaction(u, req->msg.tx_id);
 370                 if (WARN_ON(!trans))
 371                         goto out;
 372                 list_del(&trans->list);
 373                 kfree(trans);
 374         }
 375
 376         mutex_unlock(&u->msgbuffer_mutex);
 377
 378         mutex_lock(&u->reply_mutex);
 379         rc = queue_reply(&staging_q, &req->msg, sizeof(req->msg));
 380         if (!rc)
 381                 rc = queue_reply(&staging_q, req->body, req->msg.len);
 382         if (!rc) {
 383                 list_splice_tail(&staging_q, &u->read_buffers);
 384                 wake_up(&u->read_waitq);
 385         } else {
 386                 queue_cleanup(&staging_q);
 387         }
 388         mutex_unlock(&u->reply_mutex);
 389
 390         kfree(req->body);
 391         kfree(req);
 392
 393         kref_put(&u->kref, xenbus_file_free);
 394
 395         return;
 396
 397  out:
 398         mutex_unlock(&u->msgbuffer_mutex);
 399 }
 400
 401 static int xenbus_command_reply(struct xenbus_file_priv *u,
 402                                 unsigned int msg_type, const char *reply)
 403 {
 404         struct {
 405                 struct xsd_sockmsg hdr;
 406                 const char body[16];
 407         } msg;
 408         int rc;
 409
 410         msg.hdr = u->u.msg;
 411         msg.hdr.type = msg_type;
 412         msg.hdr.len = strlen(reply) + 1;
 413         if (msg.hdr.len > sizeof(msg.body))
 414                 return -E2BIG;
 415
 416         mutex_lock(&u->reply_mutex);
 417         rc = queue_reply(&u->read_buffers, &msg, sizeof(msg.hdr) + msg.hdr.len);
 418         wake_up(&u->read_waitq);
 419         mutex_unlock(&u->reply_mutex);
 420
 421         if (!rc)
 422                 kref_put(&u->kref, xenbus_file_free);
 423
 424         return rc;
 425 }
 426
 427 static int xenbus_write_transaction(unsigned msg_type,
 428                                     struct xenbus_file_priv *u)
 429 {
 430         int rc;
 431         struct xenbus_transaction_holder *trans = NULL;
 432
 433         if (msg_type == XS_TRANSACTION_START) {
 434                 trans = kzalloc(sizeof(*trans), GFP_KERNEL);
 435                 if (!trans) {
 436                         rc = -ENOMEM;
 437                         goto out;
 438                 }
 439                 list_add(&trans->list, &u->transactions);
 440         } else if (u->u.msg.tx_id != 0 &&
 441                    !xenbus_get_transaction(u, u->u.msg.tx_id))
 442                 return xenbus_command_reply(u, XS_ERROR, "ENOENT");
 443
 444         rc = xenbus_dev_request_and_reply(&u->u.msg, u);
 445         if (rc && trans) {
 446                 list_del(&trans->list);
 447                 kfree(trans);
 448         }
 449
 450 out:
 451         return rc;
 452 }
 453
 454 static int xenbus_write_watch(unsigned msg_type, struct xenbus_file_priv *u)
 455 {
 456         struct watch_adapter *watch;
 457         char *path, *token;
 458         int err, rc;
 459         LIST_HEAD(staging_q);
 460
 461         path = u->u.buffer + sizeof(u->u.msg);
 462         token = memchr(path, 0, u->u.msg.len);
 463         if (token == NULL) {
 464                 rc = xenbus_command_reply(u, XS_ERROR, "EINVAL");
 465                 goto out;
 466         }
 467         token++;
 468         if (memchr(token, 0, u->u.msg.len - (token - path)) == NULL) {
 469                 rc = xenbus_command_reply(u, XS_ERROR, "EINVAL");
 470                 goto out;
 471         }
 472
 473         if (msg_type == XS_WATCH) {
 474                 watch = alloc_watch_adapter(path, token);
 475                 if (watch == NULL) {
 476                         rc = -ENOMEM;
 477                         goto out;
 478                 }
 479
 480                 watch->watch.callback = watch_fired;
 481                 watch->dev_data = u;
 482
 483                 err = register_xenbus_watch(&watch->watch);
 484                 if (err) {
 485                         free_watch_adapter(watch);
 486                         rc = err;
 487                         goto out;
 488                 }
 489                 list_add(&watch->list, &u->watches);
 490         } else {
 491                 list_for_each_entry(watch, &u->watches, list) {
 492                         if (!strcmp(watch->token, token) &&
 493                             !strcmp(watch->watch.node, path)) {
 494                                 unregister_xenbus_watch(&watch->watch);
 495                                 list_del(&watch->list);
 496                                 free_watch_adapter(watch);
 497                                 break;
 498                         }
 499                 }
 500         }
 501
 502         /* Success.  Synthesize a reply to say all is OK. */
 503         rc = xenbus_command_reply(u, msg_type, "OK");
 504
 505 out:
 506         return rc;
 507 }
 508
 509 static ssize_t xenbus_file_write(struct file *filp,
 510                                 const char __user *ubuf,
 511                                 size_t len, loff_t *ppos)
 512 {
 513         struct xenbus_file_priv *u = filp->private_data;
 514         uint32_t msg_type;
 515         int rc = len;
 516         int ret;
 517         LIST_HEAD(staging_q);
 518
 519         /*
 520          * We're expecting usermode to be writing properly formed
 521          * xenbus messages.  If they write an incomplete message we
 522          * buffer it up.  Once it is complete, we act on it.
 523          */
 524
 525         /*
 526          * Make sure concurrent writers can't stomp all over each
 527          * other's messages and make a mess of our partial message
 528          * buffer.  We don't make any attemppt to stop multiple
 529          * writers from making a mess of each other's incomplete
 530          * messages; we're just trying to guarantee our own internal
 531          * consistency and make sure that single writes are handled
 532          * atomically.
 533          */
 534         mutex_lock(&u->msgbuffer_mutex);
 535
 536         /* Get this out of the way early to avoid confusion */
 537         if (len == 0)
 538                 goto out;
 539
 540         /* Can't write a xenbus message larger we can buffer */
 541         if (len > sizeof(u->u.buffer) - u->len) {
 542                 /* On error, dump existing buffer */
 543                 u->len = 0;
 544                 rc = -EINVAL;
 545                 goto out;
 546         }
 547
 548         ret = copy_from_user(u->u.buffer + u->len, ubuf, len);
 549
 550         if (ret != 0) {
 551                 rc = -EFAULT;
 552                 goto out;
 553         }
 554
 555         /* Deal with a partial copy. */
 556         len -= ret;
 557         rc = len;
 558
 559         u->len += len;
 560
 561         /* Return if we haven't got a full message yet */
 562         if (u->len < sizeof(u->u.msg))
 563                 goto out;       /* not even the header yet */
 564
 565         /* If we're expecting a message that's larger than we can
 566            possibly send, dump what we have and return an error. */
 567         if ((sizeof(u->u.msg) + u->u.msg.len) > sizeof(u->u.buffer)) {
 568                 rc = -E2BIG;
 569                 u->len = 0;
 570                 goto out;
 571         }
 572
 573         if (u->len < (sizeof(u->u.msg) + u->u.msg.len))
 574                 goto out;       /* incomplete data portion */
 575
 576         /*
 577          * OK, now we have a complete message.  Do something with it.
 578          */
 579
 580         kref_get(&u->kref);
 581
 582         msg_type = u->u.msg.type;
 583
 584         switch (msg_type) {
 585         case XS_WATCH:
 586         case XS_UNWATCH:
 587                 /* (Un)Ask for some path to be watched for changes */
 588                 ret = xenbus_write_watch(msg_type, u);
 589                 break;
 590
 591         default:
 592                 /* Send out a transaction */
 593                 ret = xenbus_write_transaction(msg_type, u);
 594                 break;
 595         }
 596         if (ret != 0) {
 597                 rc = ret;
 598                 kref_put(&u->kref, xenbus_file_free);
 599         }
 600
 601         /* Buffered message consumed */
 602         u->len = 0;
 603
 604  out:
 605         mutex_unlock(&u->msgbuffer_mutex);
 606         return rc;
 607 }
 608
 609 static int xenbus_file_open(struct inode *inode, struct file *filp)
 610 {
 611         struct xenbus_file_priv *u;
 612
 613         if (xen_store_evtchn == 0)
 614                 return -ENOENT;
 615
 616         nonseekable_open(inode, filp);
 617
 618         filp->f_mode &= ~FMODE_ATOMIC_POS; /* cdev-style semantics */
 619
 620         u = kzalloc(sizeof(*u), GFP_KERNEL);
 621         if (u == NULL)
 622                 return -ENOMEM;
 623
 624         kref_init(&u->kref);
 625
 626         INIT_LIST_HEAD(&u->transactions);
 627         INIT_LIST_HEAD(&u->watches);
 628         INIT_LIST_HEAD(&u->read_buffers);
 629         init_waitqueue_head(&u->read_waitq);
 630
 631         mutex_init(&u->reply_mutex);
 632         mutex_init(&u->msgbuffer_mutex);
 633
 634         filp->private_data = u;
 635
 636         return 0;
 637 }
 638
 639 static int xenbus_file_release(struct inode *inode, struct file *filp)
 640 {
 641         struct xenbus_file_priv *u = filp->private_data;
 642
 643         kref_put(&u->kref, xenbus_file_free);
 644
 645         return 0;
 646 }
 647
 648 static unsigned int xenbus_file_poll(struct file *file, poll_table *wait)
 649 {
 650         struct xenbus_file_priv *u = file->private_data;
 651
 652         poll_wait(file, &u->read_waitq, wait);
 653         if (!list_empty(&u->read_buffers))
 654                 return POLLIN | POLLRDNORM;
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 const struct file_operations xen_xenbus_fops = {
 659         .read = xenbus_file_read,
 660         .write = xenbus_file_write,
 661         .open = xenbus_file_open,
 662         .release = xenbus_file_release,
 663         .poll = xenbus_file_poll,
 664         .llseek = no_llseek,
 665 };
 666 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_xenbus_fops);
 667
 668 static struct miscdevice xenbus_dev = {
 669         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 670         .name = "xen/xenbus",
 671         .fops = &xen_xenbus_fops,
 672 };
 673
 674 static int __init xenbus_init(void)
 675 {
 676         int err;
 677
 678         if (!xen_domain())
 679                 return -ENODEV;
 680
 681         err = misc_register(&xenbus_dev);
 682         if (err)
 683                 pr_err("Could not register xenbus frontend device\n");
 684         return err;
 685 }
 686 device_initcall(xenbus_init);