drivers/rpmsg/rpmsg_char.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2016, Linaro Ltd.
   4  * Copyright (c) 2012, Michal Simek <monstr@monstr.eu>
   5  * Copyright (c) 2012, PetaLogix
   6  * Copyright (c) 2011, Texas Instruments, Inc.
   7  * Copyright (c) 2011, Google, Inc.
   8  *
   9  * Based on rpmsg performance statistics driver by Michal Simek, which in turn
  10  * was based on TI & Google OMX rpmsg driver.
  11  */
  12
  13 #define pr_fmt(fmt)     KBUILD_MODNAME ": " fmt
  14
  15 #include <linux/cdev.h>
  16 #include <linux/device.h>
  17 #include <linux/fs.h>
  18 #include <linux/idr.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/poll.h>
  22 #include <linux/rpmsg.h>
  23 #include <linux/skbuff.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/uaccess.h>
  26 #include <uapi/linux/rpmsg.h>
  27
  28 #define RPMSG_DEV_MAX   (MINORMASK + 1)
  29
  30 static dev_t rpmsg_major;
  31 static struct class *rpmsg_class;
  32
  33 static DEFINE_IDA(rpmsg_ctrl_ida);
  34 static DEFINE_IDA(rpmsg_ept_ida);
  35 static DEFINE_IDA(rpmsg_minor_ida);
  36
  37 #define dev_to_eptdev(dev) container_of(dev, struct rpmsg_eptdev, dev)
  38 #define cdev_to_eptdev(i_cdev) container_of(i_cdev, struct rpmsg_eptdev, cdev)
  39
  40 #define dev_to_ctrldev(dev) container_of(dev, struct rpmsg_ctrldev, dev)
  41 #define cdev_to_ctrldev(i_cdev) container_of(i_cdev, struct rpmsg_ctrldev, cdev)
  42
  43 /**
  44  * struct rpmsg_ctrldev - control device for instantiating endpoint devices
  45  * @rpdev:      underlaying rpmsg device
  46  * @cdev:       cdev for the ctrl device
  47  * @dev:        device for the ctrl device
  48  */
  49 struct rpmsg_ctrldev {
  50         struct rpmsg_device *rpdev;
  51         struct cdev cdev;
  52         struct device dev;
  53 };
  54
  55 /**
  56  * struct rpmsg_eptdev - endpoint device context
  57  * @dev:        endpoint device
  58  * @cdev:       cdev for the endpoint device
  59  * @rpdev:      underlaying rpmsg device
  60  * @chinfo:     info used to open the endpoint
  61  * @ept_lock:   synchronization of @ept modifications
  62  * @ept:        rpmsg endpoint reference, when open
  63  * @queue_lock: synchronization of @queue operations
  64  * @queue:      incoming message queue
  65  * @readq:      wait object for incoming queue
  66  */
  67 struct rpmsg_eptdev {
  68         struct device dev;
  69         struct cdev cdev;
  70
  71         struct rpmsg_device *rpdev;
  72         struct rpmsg_channel_info chinfo;
  73
  74         struct mutex ept_lock;
  75         struct rpmsg_endpoint *ept;
  76
  77         spinlock_t queue_lock;
  78         struct sk_buff_head queue;
  79         wait_queue_head_t readq;
  80 };
  81
  82 static int rpmsg_eptdev_destroy(struct device *dev, void *data)
  83 {
  84         struct rpmsg_eptdev *eptdev = dev_to_eptdev(dev);
  85
  86         mutex_lock(&eptdev->ept_lock);
  87         if (eptdev->ept) {
  88                 rpmsg_destroy_ept(eptdev->ept);
  89                 eptdev->ept = NULL;
  90         }
  91         mutex_unlock(&eptdev->ept_lock);
  92
  93         /* wake up any blocked readers */
  94         wake_up_interruptible(&eptdev->readq);
  95
  96         cdev_device_del(&eptdev->cdev, &eptdev->dev);
  97         put_device(&eptdev->dev);
  98
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 static int rpmsg_ept_cb(struct rpmsg_device *rpdev, void *buf, int len,
 103                         void *priv, u32 addr)
 104 {
 105         struct rpmsg_eptdev *eptdev = priv;
 106         struct sk_buff *skb;
 107
 108         skb = alloc_skb(len, GFP_ATOMIC);
 109         if (!skb)
 110                 return -ENOMEM;
 111
 112         skb_put_data(skb, buf, len);
 113
 114         spin_lock(&eptdev->queue_lock);
 115         skb_queue_tail(&eptdev->queue, skb);
 116         spin_unlock(&eptdev->queue_lock);
 117
 118         /* wake up any blocking processes, waiting for new data */
 119         wake_up_interruptible(&eptdev->readq);
 120
 121         return 0;
 122 }
 123
 124 static int rpmsg_eptdev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
 125 {
 126         struct rpmsg_eptdev *eptdev = cdev_to_eptdev(inode->i_cdev);
 127         struct rpmsg_endpoint *ept;
 128         struct rpmsg_device *rpdev = eptdev->rpdev;
 129         struct device *dev = &eptdev->dev;
 130
 131         if (eptdev->ept)
 132                 return -EBUSY;
 133
 134         get_device(dev);
 135
 136         ept = rpmsg_create_ept(rpdev, rpmsg_ept_cb, eptdev, eptdev->chinfo);
 137         if (!ept) {
 138                 dev_err(dev, "failed to open %s\n", eptdev->chinfo.name);
 139                 put_device(dev);
 140                 return -EINVAL;
 141         }
 142
 143         eptdev->ept = ept;
 144         filp->private_data = eptdev;
 145
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 static int rpmsg_eptdev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
 150 {
 151         struct rpmsg_eptdev *eptdev = cdev_to_eptdev(inode->i_cdev);
 152         struct device *dev = &eptdev->dev;
 153
 154         /* Close the endpoint, if it's not already destroyed by the parent */
 155         mutex_lock(&eptdev->ept_lock);
 156         if (eptdev->ept) {
 157                 rpmsg_destroy_ept(eptdev->ept);
 158                 eptdev->ept = NULL;
 159         }
 160         mutex_unlock(&eptdev->ept_lock);
 161
 162         /* Discard all SKBs */
 163         skb_queue_purge(&eptdev->queue);
 164
 165         put_device(dev);
 166
 167         return 0;
 168 }
 169
 170 static ssize_t rpmsg_eptdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
 171 {
 172         struct file *filp = iocb->ki_filp;
 173         struct rpmsg_eptdev *eptdev = filp->private_data;
 174         unsigned long flags;
 175         struct sk_buff *skb;
 176         int use;
 177
 178         if (!eptdev->ept)
 179                 return -EPIPE;
 180
 181         spin_lock_irqsave(&eptdev->queue_lock, flags);
 182
 183         /* Wait for data in the queue */
 184         if (skb_queue_empty(&eptdev->queue)) {
 185                 spin_unlock_irqrestore(&eptdev->queue_lock, flags);
 186
 187                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
 188                         return -EAGAIN;
 189
 190                 /* Wait until we get data or the endpoint goes away */
 191                 if (wait_event_interruptible(eptdev->readq,
 192                                              !skb_queue_empty(&eptdev->queue) ||
 193                                              !eptdev->ept))
 194                         return -ERESTARTSYS;
 195
 196                 /* We lost the endpoint while waiting */
 197                 if (!eptdev->ept)
 198                         return -EPIPE;
 199
 200                 spin_lock_irqsave(&eptdev->queue_lock, flags);
 201         }
 202
 203         skb = skb_dequeue(&eptdev->queue);
 204         spin_unlock_irqrestore(&eptdev->queue_lock, flags);
 205         if (!skb)
 206                 return -EFAULT;
 207
 208         use = min_t(size_t, iov_iter_count(to), skb->len);
 209         if (copy_to_iter(skb->data, use, to) != use)
 210                 use = -EFAULT;
 211
 212         kfree_skb(skb);
 213
 214         return use;
 215 }
 216
 217 static ssize_t rpmsg_eptdev_write_iter(struct kiocb *iocb,
 218                                        struct iov_iter *from)
 219 {
 220         struct file *filp = iocb->ki_filp;
 221         struct rpmsg_eptdev *eptdev = filp->private_data;
 222         size_t len = iov_iter_count(from);
 223         void *kbuf;
 224         int ret;
 225
 226         kbuf = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
 227         if (!kbuf)
 228                 return -ENOMEM;
 229
 230         if (!copy_from_iter_full(kbuf, len, from)) {
 231                 ret = -EFAULT;
 232                 goto free_kbuf;
 233         }
 234
 235         if (mutex_lock_interruptible(&eptdev->ept_lock)) {
 236                 ret = -ERESTARTSYS;
 237                 goto free_kbuf;
 238         }
 239
 240         if (!eptdev->ept) {
 241                 ret = -EPIPE;
 242                 goto unlock_eptdev;
 243         }
 244
 245         if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
 246                 ret = rpmsg_trysendto(eptdev->ept, kbuf, len, eptdev->chinfo.dst);
 247         else
 248                 ret = rpmsg_sendto(eptdev->ept, kbuf, len, eptdev->chinfo.dst);
 249
 250 unlock_eptdev:
 251         mutex_unlock(&eptdev->ept_lock);
 252
 253 free_kbuf:
 254         kfree(kbuf);
 255         return ret < 0 ? ret : len;
 256 }
 257
 258 static __poll_t rpmsg_eptdev_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
 259 {
 260         struct rpmsg_eptdev *eptdev = filp->private_data;
 261         __poll_t mask = 0;
 262
 263         if (!eptdev->ept)
 264                 return EPOLLERR;
 265
 266         poll_wait(filp, &eptdev->readq, wait);
 267
 268         if (!skb_queue_empty(&eptdev->queue))
 269                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 270
 271         mask |= rpmsg_poll(eptdev->ept, filp, wait);
 272
 273         return mask;
 274 }
 275
 276 static long rpmsg_eptdev_ioctl(struct file *fp, unsigned int cmd,
 277                                unsigned long arg)
 278 {
 279         struct rpmsg_eptdev *eptdev = fp->private_data;
 280
 281         if (cmd != RPMSG_DESTROY_EPT_IOCTL)
 282                 return -EINVAL;
 283
 284         return rpmsg_eptdev_destroy(&eptdev->dev, NULL);
 285 }
 286
 287 static const struct file_operations rpmsg_eptdev_fops = {
 288         .owner = THIS_MODULE,
 289         .open = rpmsg_eptdev_open,
 290         .release = rpmsg_eptdev_release,
 291         .read_iter = rpmsg_eptdev_read_iter,
 292         .write_iter = rpmsg_eptdev_write_iter,
 293         .poll = rpmsg_eptdev_poll,
 294         .unlocked_ioctl = rpmsg_eptdev_ioctl,
 295         .compat_ioctl = compat_ptr_ioctl,
 296 };
 297
 298 static ssize_t name_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 299                          char *buf)
 300 {
 301         struct rpmsg_eptdev *eptdev = dev_get_drvdata(dev);
 302
 303         return sprintf(buf, "%s\n", eptdev->chinfo.name);
 304 }
 305 static DEVICE_ATTR_RO(name);
 306
 307 static ssize_t src_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 308                          char *buf)
 309 {
 310         struct rpmsg_eptdev *eptdev = dev_get_drvdata(dev);
 311
 312         return sprintf(buf, "%d\n", eptdev->chinfo.src);
 313 }
 314 static DEVICE_ATTR_RO(src);
 315
 316 static ssize_t dst_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 317                          char *buf)
 318 {
 319         struct rpmsg_eptdev *eptdev = dev_get_drvdata(dev);
 320
 321         return sprintf(buf, "%d\n", eptdev->chinfo.dst);
 322 }
 323 static DEVICE_ATTR_RO(dst);
 324
 325 static struct attribute *rpmsg_eptdev_attrs[] = {
 326         &dev_attr_name.attr,
 327         &dev_attr_src.attr,
 328         &dev_attr_dst.attr,
 329         NULL
 330 };
 331 ATTRIBUTE_GROUPS(rpmsg_eptdev);
 332
 333 static void rpmsg_eptdev_release_device(struct device *dev)
 334 {
 335         struct rpmsg_eptdev *eptdev = dev_to_eptdev(dev);
 336
 337         ida_simple_remove(&rpmsg_ept_ida, dev->id);
 338         ida_simple_remove(&rpmsg_minor_ida, MINOR(eptdev->dev.devt));
 339         kfree(eptdev);
 340 }
 341
 342 static int rpmsg_eptdev_create(struct rpmsg_ctrldev *ctrldev,
 343                                struct rpmsg_channel_info chinfo)
 344 {
 345         struct rpmsg_device *rpdev = ctrldev->rpdev;
 346         struct rpmsg_eptdev *eptdev;
 347         struct device *dev;
 348         int ret;
 349
 350         eptdev = kzalloc(sizeof(*eptdev), GFP_KERNEL);
 351         if (!eptdev)
 352                 return -ENOMEM;
 353
 354         dev = &eptdev->dev;
 355         eptdev->rpdev = rpdev;
 356         eptdev->chinfo = chinfo;
 357
 358         mutex_init(&eptdev->ept_lock);
 359         spin_lock_init(&eptdev->queue_lock);
 360         skb_queue_head_init(&eptdev->queue);
 361         init_waitqueue_head(&eptdev->readq);
 362
 363         device_initialize(dev);
 364         dev->class = rpmsg_class;
 365         dev->parent = &ctrldev->dev;
 366         dev->groups = rpmsg_eptdev_groups;
 367         dev_set_drvdata(dev, eptdev);
 368
 369         cdev_init(&eptdev->cdev, &rpmsg_eptdev_fops);
 370         eptdev->cdev.owner = THIS_MODULE;
 371
 372         ret = ida_simple_get(&rpmsg_minor_ida, 0, RPMSG_DEV_MAX, GFP_KERNEL);
 373         if (ret < 0)
 374                 goto free_eptdev;
 375         dev->devt = MKDEV(MAJOR(rpmsg_major), ret);
 376
 377         ret = ida_simple_get(&rpmsg_ept_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
 378         if (ret < 0)
 379                 goto free_minor_ida;
 380         dev->id = ret;
 381         dev_set_name(dev, "rpmsg%d", ret);
 382
 383         ret = cdev_device_add(&eptdev->cdev, &eptdev->dev);
 384         if (ret)
 385                 goto free_ept_ida;
 386
 387         /* We can now rely on the release function for cleanup */
 388         dev->release = rpmsg_eptdev_release_device;
 389
 390         return ret;
 391
 392 free_ept_ida:
 393         ida_simple_remove(&rpmsg_ept_ida, dev->id);
 394 free_minor_ida:
 395         ida_simple_remove(&rpmsg_minor_ida, MINOR(dev->devt));
 396 free_eptdev:
 397         put_device(dev);
 398         kfree(eptdev);
 399
 400         return ret;
 401 }
 402
 403 static int rpmsg_ctrldev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
 404 {
 405         struct rpmsg_ctrldev *ctrldev = cdev_to_ctrldev(inode->i_cdev);
 406
 407         get_device(&ctrldev->dev);
 408         filp->private_data = ctrldev;
 409
 410         return 0;
 411 }
 412
 413 static int rpmsg_ctrldev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
 414 {
 415         struct rpmsg_ctrldev *ctrldev = cdev_to_ctrldev(inode->i_cdev);
 416
 417         put_device(&ctrldev->dev);
 418
 419         return 0;
 420 }
 421
 422 static long rpmsg_ctrldev_ioctl(struct file *fp, unsigned int cmd,
 423                                 unsigned long arg)
 424 {
 425         struct rpmsg_ctrldev *ctrldev = fp->private_data;
 426         void __user *argp = (void __user *)arg;
 427         struct rpmsg_endpoint_info eptinfo;
 428         struct rpmsg_channel_info chinfo;
 429
 430         if (cmd != RPMSG_CREATE_EPT_IOCTL)
 431                 return -EINVAL;
 432
 433         if (copy_from_user(&eptinfo, argp, sizeof(eptinfo)))
 434                 return -EFAULT;
 435
 436         memcpy(chinfo.name, eptinfo.name, RPMSG_NAME_SIZE);
 437         chinfo.name[RPMSG_NAME_SIZE-1] = '\0';
 438         chinfo.src = eptinfo.src;
 439         chinfo.dst = eptinfo.dst;
 440
 441         return rpmsg_eptdev_create(ctrldev, chinfo);
 442 };
 443
 444 static const struct file_operations rpmsg_ctrldev_fops = {
 445         .owner = THIS_MODULE,
 446         .open = rpmsg_ctrldev_open,
 447         .release = rpmsg_ctrldev_release,
 448         .unlocked_ioctl = rpmsg_ctrldev_ioctl,
 449         .compat_ioctl = compat_ptr_ioctl,
 450 };
 451
 452 static void rpmsg_ctrldev_release_device(struct device *dev)
 453 {
 454         struct rpmsg_ctrldev *ctrldev = dev_to_ctrldev(dev);
 455
 456         ida_simple_remove(&rpmsg_ctrl_ida, dev->id);
 457         ida_simple_remove(&rpmsg_minor_ida, MINOR(dev->devt));
 458         kfree(ctrldev);
 459 }
 460
 461 static int rpmsg_chrdev_probe(struct rpmsg_device *rpdev)
 462 {
 463         struct rpmsg_ctrldev *ctrldev;
 464         struct device *dev;
 465         int ret;
 466
 467         ctrldev = kzalloc(sizeof(*ctrldev), GFP_KERNEL);
 468         if (!ctrldev)
 469                 return -ENOMEM;
 470
 471         ctrldev->rpdev = rpdev;
 472
 473         dev = &ctrldev->dev;
 474         device_initialize(dev);
 475         dev->parent = &rpdev->dev;
 476         dev->class = rpmsg_class;
 477
 478         cdev_init(&ctrldev->cdev, &rpmsg_ctrldev_fops);
 479         ctrldev->cdev.owner = THIS_MODULE;
 480
 481         ret = ida_simple_get(&rpmsg_minor_ida, 0, RPMSG_DEV_MAX, GFP_KERNEL);
 482         if (ret < 0)
 483                 goto free_ctrldev;
 484         dev->devt = MKDEV(MAJOR(rpmsg_major), ret);
 485
 486         ret = ida_simple_get(&rpmsg_ctrl_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
 487         if (ret < 0)
 488                 goto free_minor_ida;
 489         dev->id = ret;
 490         dev_set_name(&ctrldev->dev, "rpmsg_ctrl%d", ret);
 491
 492         ret = cdev_device_add(&ctrldev->cdev, &ctrldev->dev);
 493         if (ret)
 494                 goto free_ctrl_ida;
 495
 496         /* We can now rely on the release function for cleanup */
 497         dev->release = rpmsg_ctrldev_release_device;
 498
 499         dev_set_drvdata(&rpdev->dev, ctrldev);
 500
 501         return ret;
 502
 503 free_ctrl_ida:
 504         ida_simple_remove(&rpmsg_ctrl_ida, dev->id);
 505 free_minor_ida:
 506         ida_simple_remove(&rpmsg_minor_ida, MINOR(dev->devt));
 507 free_ctrldev:
 508         put_device(dev);
 509         kfree(ctrldev);
 510
 511         return ret;
 512 }
 513
 514 static void rpmsg_chrdev_remove(struct rpmsg_device *rpdev)
 515 {
 516         struct rpmsg_ctrldev *ctrldev = dev_get_drvdata(&rpdev->dev);
 517         int ret;
 518
 519         /* Destroy all endpoints */
 520         ret = device_for_each_child(&ctrldev->dev, NULL, rpmsg_eptdev_destroy);
 521         if (ret)
 522                 dev_warn(&rpdev->dev, "failed to nuke endpoints: %d\n", ret);
 523
 524         cdev_device_del(&ctrldev->cdev, &ctrldev->dev);
 525         put_device(&ctrldev->dev);
 526 }
 527
 528 static struct rpmsg_driver rpmsg_chrdev_driver = {
 529         .probe = rpmsg_chrdev_probe,
 530         .remove = rpmsg_chrdev_remove,
 531         .drv = {
 532                 .name = "rpmsg_chrdev",
 533         },
 534 };
 535
 536 static int rpmsg_chrdev_init(void)
 537 {
 538         int ret;
 539
 540         ret = alloc_chrdev_region(&rpmsg_major, 0, RPMSG_DEV_MAX, "rpmsg");
 541         if (ret < 0) {
 542                 pr_err("failed to allocate char dev region\n");
 543                 return ret;
 544         }
 545
 546         rpmsg_class = class_create(THIS_MODULE, "rpmsg");
 547         if (IS_ERR(rpmsg_class)) {
 548                 pr_err("failed to create rpmsg class\n");
 549                 unregister_chrdev_region(rpmsg_major, RPMSG_DEV_MAX);
 550                 return PTR_ERR(rpmsg_class);
 551         }
 552
 553         ret = register_rpmsg_driver(&rpmsg_chrdev_driver);
 554         if (ret < 0) {
 555                 pr_err("failed to register rpmsg driver\n");
 556                 class_destroy(rpmsg_class);
 557                 unregister_chrdev_region(rpmsg_major, RPMSG_DEV_MAX);
 558         }
 559
 560         return ret;
 561 }
 562 postcore_initcall(rpmsg_chrdev_init);
 563
 564 static void rpmsg_chrdev_exit(void)
 565 {
 566         unregister_rpmsg_driver(&rpmsg_chrdev_driver);
 567         class_destroy(rpmsg_class);
 568         unregister_chrdev_region(rpmsg_major, RPMSG_DEV_MAX);
 569 }
 570 module_exit(rpmsg_chrdev_exit);
 571
 572 MODULE_ALIAS("rpmsg:rpmsg_chrdev");
 573 MODULE_LICENSE("GPL v2");