drivers/uio/uio.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * drivers/uio/uio.c
   4  *
   5  * Copyright(C) 2005, Benedikt Spranger <[email protected]>
   6  * Copyright(C) 2005, Thomas Gleixner <[email protected]>
   7  * Copyright(C) 2006, Hans J. Koch <[email protected]>
   8  * Copyright(C) 2006, Greg Kroah-Hartman <[email protected]>
   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         ret = idev->info->handler(irq, idev->info);
 446         if (ret == IRQ_HANDLED)
 447                 uio_event_notify(idev->info);
 448
 449         return ret;
 450 }
 451
 452 struct uio_listener {
 453         struct uio_device *dev;
 454         s32 event_count;
 455 };
 456
 457 static int uio_open(struct inode *inode, struct file *filep)
 458 {
 459         struct uio_device *idev;
 460         struct uio_listener *listener;
 461         int ret = 0;
 462
 463         mutex_lock(&minor_lock);
 464         idev = idr_find(&uio_idr, iminor(inode));
 465         mutex_unlock(&minor_lock);
 466         if (!idev) {
 467                 ret = -ENODEV;
 468                 goto out;
 469         }
 470
 471         get_device(&idev->dev);
 472
 473         if (!try_module_get(idev->owner)) {
 474                 ret = -ENODEV;
 475                 goto err_module_get;
 476         }
 477
 478         listener = kmalloc(sizeof(*listener), GFP_KERNEL);
 479         if (!listener) {
 480                 ret = -ENOMEM;
 481                 goto err_alloc_listener;
 482         }
 483
 484         listener->dev = idev;
 485         listener->event_count = atomic_read(&idev->event);
 486         filep->private_data = listener;
 487
 488         mutex_lock(&idev->info_lock);
 489         if (!idev->info) {
 490                 mutex_unlock(&idev->info_lock);
 491                 ret = -EINVAL;
 492                 goto err_alloc_listener;
 493         }
 494
 495         if (idev->info && idev->info->open)
 496                 ret = idev->info->open(idev->info, inode);
 497         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 498         if (ret)
 499                 goto err_infoopen;
 500
 501         return 0;
 502
 503 err_infoopen:
 504         kfree(listener);
 505
 506 err_alloc_listener:
 507         module_put(idev->owner);
 508
 509 err_module_get:
 510         put_device(&idev->dev);
 511
 512 out:
 513         return ret;
 514 }
 515
 516 static int uio_fasync(int fd, struct file *filep, int on)
 517 {
 518         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 519         struct uio_device *idev = listener->dev;
 520
 521         return fasync_helper(fd, filep, on, &idev->async_queue);
 522 }
 523
 524 static int uio_release(struct inode *inode, struct file *filep)
 525 {
 526         int ret = 0;
 527         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 528         struct uio_device *idev = listener->dev;
 529
 530         mutex_lock(&idev->info_lock);
 531         if (idev->info && idev->info->release)
 532                 ret = idev->info->release(idev->info, inode);
 533         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 534
 535         module_put(idev->owner);
 536         kfree(listener);
 537         put_device(&idev->dev);
 538         return ret;
 539 }
 540
 541 static __poll_t uio_poll(struct file *filep, poll_table *wait)
 542 {
 543         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 544         struct uio_device *idev = listener->dev;
 545         __poll_t ret = 0;
 546
 547         mutex_lock(&idev->info_lock);
 548         if (!idev->info || !idev->info->irq)
 549                 ret = -EIO;
 550         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 551
 552         if (ret)
 553                 return ret;
 554
 555         poll_wait(filep, &idev->wait, wait);
 556         if (listener->event_count != atomic_read(&idev->event))
 557                 return EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 static ssize_t uio_read(struct file *filep, char __user *buf,
 562                         size_t count, loff_t *ppos)
 563 {
 564         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 565         struct uio_device *idev = listener->dev;
 566         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
 567         ssize_t retval = 0;
 568         s32 event_count;
 569
 570         mutex_lock(&idev->info_lock);
 571         if (!idev->info || !idev->info->irq)
 572                 retval = -EIO;
 573         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 574
 575         if (retval)
 576                 return retval;
 577
 578         if (count != sizeof(s32))
 579                 return -EINVAL;
 580
 581         add_wait_queue(&idev->wait, &wait);
 582
 583         do {
 584                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 585
 586                 event_count = atomic_read(&idev->event);
 587                 if (event_count != listener->event_count) {
 588                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 589                         if (copy_to_user(buf, &event_count, count))
 590                                 retval = -EFAULT;
 591                         else {
 592                                 listener->event_count = event_count;
 593                                 retval = count;
 594                         }
 595                         break;
 596                 }
 597
 598                 if (filep->f_flags & O_NONBLOCK) {
 599                         retval = -EAGAIN;
 600                         break;
 601                 }
 602
 603                 if (signal_pending(current)) {
 604                         retval = -ERESTARTSYS;
 605                         break;
 606                 }
 607                 schedule();
 608         } while (1);
 609
 610         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 611         remove_wait_queue(&idev->wait, &wait);
 612
 613         return retval;
 614 }
 615
 616 static ssize_t uio_write(struct file *filep, const char __user *buf,
 617                         size_t count, loff_t *ppos)
 618 {
 619         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 620         struct uio_device *idev = listener->dev;
 621         ssize_t retval;
 622         s32 irq_on;
 623
 624         if (count != sizeof(s32))
 625                 return -EINVAL;
 626
 627         if (copy_from_user(&irq_on, buf, count))
 628                 return -EFAULT;
 629
 630         mutex_lock(&idev->info_lock);
 631         if (!idev->info) {
 632                 retval = -EINVAL;
 633                 goto out;
 634         }
 635
 636         if (!idev->info || !idev->info->irq) {
 637                 retval = -EIO;
 638                 goto out;
 639         }
 640
 641         if (!idev->info->irqcontrol) {
 642                 retval = -ENOSYS;
 643                 goto out;
 644         }
 645
 646         retval = idev->info->irqcontrol(idev->info, irq_on);
 647
 648 out:
 649         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 650         return retval ? retval : sizeof(s32);
 651 }
 652
 653 static int uio_find_mem_index(struct vm_area_struct *vma)
 654 {
 655         struct uio_device *idev = vma->vm_private_data;
 656
 657         if (vma->vm_pgoff < MAX_UIO_MAPS) {
 658                 if (idev->info->mem[vma->vm_pgoff].size == 0)
 659                         return -1;
 660                 return (int)vma->vm_pgoff;
 661         }
 662         return -1;
 663 }
 664
 665 static vm_fault_t uio_vma_fault(struct vm_fault *vmf)
 666 {
 667         struct uio_device *idev = vmf->vma->vm_private_data;
 668         struct page *page;
 669         unsigned long offset;
 670         void *addr;
 671         int ret = 0;
 672         int mi;
 673
 674         mutex_lock(&idev->info_lock);
 675         if (!idev->info) {
 676                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
 677                 goto out;
 678         }
 679
 680         mi = uio_find_mem_index(vmf->vma);
 681         if (mi < 0) {
 682                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
 683                 goto out;
 684         }
 685
 686         /*
 687          * We need to subtract mi because userspace uses offset = N*PAGE_SIZE
 688          * to use mem[N].
 689          */
 690         offset = (vmf->pgoff - mi) << PAGE_SHIFT;
 691
 692         addr = (void *)(unsigned long)idev->info->mem[mi].addr + offset;
 693         if (idev->info->mem[mi].memtype == UIO_MEM_LOGICAL)
 694                 page = virt_to_page(addr);
 695         else
 696                 page = vmalloc_to_page(addr);
 697         get_page(page);
 698         vmf->page = page;
 699
 700 out:
 701         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 702
 703         return ret;
 704 }
 705
 706 static const struct vm_operations_struct uio_logical_vm_ops = {
 707         .fault = uio_vma_fault,
 708 };
 709
 710 static int uio_mmap_logical(struct vm_area_struct *vma)
 711 {
 712         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
 713         vma->vm_ops = &uio_logical_vm_ops;
 714         return 0;
 715 }
 716
 717 static const struct vm_operations_struct uio_physical_vm_ops = {
 718 #ifdef CONFIG_HAVE_IOREMAP_PROT
 719         .access = generic_access_phys,
 720 #endif
 721 };
 722
 723 static int uio_mmap_physical(struct vm_area_struct *vma)
 724 {
 725         struct uio_device *idev = vma->vm_private_data;
 726         int mi = uio_find_mem_index(vma);
 727         struct uio_mem *mem;
 728
 729         if (mi < 0)
 730                 return -EINVAL;
 731         mem = idev->info->mem + mi;
 732
 733         if (mem->addr & ~PAGE_MASK)
 734                 return -ENODEV;
 735         if (vma->vm_end - vma->vm_start > mem->size)
 736                 return -EINVAL;
 737
 738         vma->vm_ops = &uio_physical_vm_ops;
 739         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
 740
 741         /*
 742          * We cannot use the vm_iomap_memory() helper here,
 743          * because vma->vm_pgoff is the map index we looked
 744          * up above in uio_find_mem_index(), rather than an
 745          * actual page offset into the mmap.
 746          *
 747          * So we just do the physical mmap without a page
 748          * offset.
 749          */
 750         return remap_pfn_range(vma,
 751                                vma->vm_start,
 752                                mem->addr >> PAGE_SHIFT,
 753                                vma->vm_end - vma->vm_start,
 754                                vma->vm_page_prot);
 755 }
 756
 757 static int uio_mmap(struct file *filep, struct vm_area_struct *vma)
 758 {
 759         struct uio_listener *listener = filep->private_data;
 760         struct uio_device *idev = listener->dev;
 761         int mi;
 762         unsigned long requested_pages, actual_pages;
 763         int ret = 0;
 764
 765         if (vma->vm_end < vma->vm_start)
 766                 return -EINVAL;
 767
 768         vma->vm_private_data = idev;
 769
 770         mutex_lock(&idev->info_lock);
 771         if (!idev->info) {
 772                 ret = -EINVAL;
 773                 goto out;
 774         }
 775
 776         mi = uio_find_mem_index(vma);
 777         if (mi < 0) {
 778                 ret = -EINVAL;
 779                 goto out;
 780         }
 781
 782         requested_pages = vma_pages(vma);
 783         actual_pages = ((idev->info->mem[mi].addr & ~PAGE_MASK)
 784                         + idev->info->mem[mi].size + PAGE_SIZE -1) >> PAGE_SHIFT;
 785         if (requested_pages > actual_pages) {
 786                 ret = -EINVAL;
 787                 goto out;
 788         }
 789
 790         if (idev->info->mmap) {
 791                 ret = idev->info->mmap(idev->info, vma);
 792                 goto out;
 793         }
 794
 795         switch (idev->info->mem[mi].memtype) {
 796                 case UIO_MEM_PHYS:
 797                         ret = uio_mmap_physical(vma);
 798                         break;
 799                 case UIO_MEM_LOGICAL:
 800                 case UIO_MEM_VIRTUAL:
 801                         ret = uio_mmap_logical(vma);
 802                         break;
 803                 default:
 804                         ret = -EINVAL;
 805         }
 806
 807 out:
 808         mutex_unlock(&idev->info_lock);
 809         return ret;
 810 }
 811
 812 static const struct file_operations uio_fops = {
 813         .owner          = THIS_MODULE,
 814         .open           = uio_open,
 815         .release        = uio_release,
 816         .read           = uio_read,
 817         .write          = uio_write,
 818         .mmap           = uio_mmap,
 819         .poll           = uio_poll,
 820         .fasync         = uio_fasync,
 821         .llseek         = noop_llseek,
 822 };
 823
 824 static int uio_major_init(void)
 825 {
 826         static const char name[] = "uio";
 827         struct cdev *cdev = NULL;
 828         dev_t uio_dev = 0;
 829         int result;
 830
 831         result = alloc_chrdev_region(&uio_dev, 0, UIO_MAX_DEVICES, name);
 832         if (result)
 833                 goto out;
 834
 835         result = -ENOMEM;
 836         cdev = cdev_alloc();
 837         if (!cdev)
 838                 goto out_unregister;
 839
 840         cdev->owner = THIS_MODULE;
 841         cdev->ops = &uio_fops;
 842         kobject_set_name(&cdev->kobj, "%s", name);
 843
 844         result = cdev_add(cdev, uio_dev, UIO_MAX_DEVICES);
 845         if (result)
 846                 goto out_put;
 847
 848         uio_major = MAJOR(uio_dev);
 849         uio_cdev = cdev;
 850         return 0;
 851 out_put:
 852         kobject_put(&cdev->kobj);
 853 out_unregister:
 854         unregister_chrdev_region(uio_dev, UIO_MAX_DEVICES);
 855 out:
 856         return result;
 857 }
 858
 859 static void uio_major_cleanup(void)
 860 {
 861         unregister_chrdev_region(MKDEV(uio_major, 0), UIO_MAX_DEVICES);
 862         cdev_del(uio_cdev);
 863 }
 864
 865 static int init_uio_class(void)
 866 {
 867         int ret;
 868
 869         /* This is the first time in here, set everything up properly */
 870         ret = uio_major_init();
 871         if (ret)
 872                 goto exit;
 873
 874         ret = class_register(&uio_class);
 875         if (ret) {
 876                 printk(KERN_ERR "class_register failed for uio\n");
 877                 goto err_class_register;
 878         }
 879         return 0;
 880
 881 err_class_register:
 882         uio_major_cleanup();
 883 exit:
 884         return ret;
 885 }
 886
 887 static void release_uio_class(void)
 888 {
 889         class_unregister(&uio_class);
 890         uio_major_cleanup();
 891 }
 892
 893 static void uio_device_release(struct device *dev)
 894 {
 895         struct uio_device *idev = dev_get_drvdata(dev);
 896
 897         kfree(idev);
 898 }
 899
 900 /**
 901  * uio_register_device - register a new userspace IO device
 902  * @owner:      module that creates the new device
 903  * @parent:     parent device
 904  * @info:       UIO device capabilities
 905  *
 906  * returns zero on success or a negative error code.
 907  */
 908 int __uio_register_device(struct module *owner,
 909                           struct device *parent,
 910                           struct uio_info *info)
 911 {
 912         struct uio_device *idev;
 913         int ret = 0;
 914
 915         if (!parent || !info || !info->name || !info->version)
 916                 return -EINVAL;
 917
 918         info->uio_dev = NULL;
 919
 920         idev = kzalloc(sizeof(*idev), GFP_KERNEL);
 921         if (!idev) {
 922                 return -ENOMEM;
 923         }
 924
 925         idev->owner = owner;
 926         idev->info = info;
 927         mutex_init(&idev->info_lock);
 928         init_waitqueue_head(&idev->wait);
 929         atomic_set(&idev->event, 0);
 930
 931         ret = uio_get_minor(idev);
 932         if (ret)
 933                 return ret;
 934
 935         idev->dev.devt = MKDEV(uio_major, idev->minor);
 936         idev->dev.class = &uio_class;
 937         idev->dev.parent = parent;
 938         idev->dev.release = uio_device_release;
 939         dev_set_drvdata(&idev->dev, idev);
 940
 941         ret = dev_set_name(&idev->dev, "uio%d", idev->minor);
 942         if (ret)
 943                 goto err_device_create;
 944
 945         ret = device_register(&idev->dev);
 946         if (ret)
 947                 goto err_device_create;
 948
 949         ret = uio_dev_add_attributes(idev);
 950         if (ret)
 951                 goto err_uio_dev_add_attributes;
 952
 953         if (info->irq && (info->irq != UIO_IRQ_CUSTOM)) {
 954                 /*
 955                  * Note that we deliberately don't use devm_request_irq
 956                  * here. The parent module can unregister the UIO device
 957                  * and call pci_disable_msi, which requires that this
 958                  * irq has been freed. However, the device may have open
 959                  * FDs at the time of unregister and therefore may not be
 960                  * freed until they are released.
 961                  */
 962                 ret = request_irq(info->irq, uio_interrupt,
 963                                   info->irq_flags, info->name, idev);
 964                 if (ret)
 965                         goto err_request_irq;
 966         }
 967
 968         info->uio_dev = idev;
 969         return 0;
 970
 971 err_request_irq:
 972         uio_dev_del_attributes(idev);
 973 err_uio_dev_add_attributes:
 974         device_unregister(&idev->dev);
 975 err_device_create:
 976         uio_free_minor(idev);
 977         return ret;
 978 }
 979 EXPORT_SYMBOL_GPL(__uio_register_device);
 980
 981 /**
 982  * uio_unregister_device - unregister a industrial IO device
 983  * @info:       UIO device capabilities
 984  *
 985  */
 986 void uio_unregister_device(struct uio_info *info)
 987 {
 988         struct uio_device *idev;
 989
 990         if (!info || !info->uio_dev)
 991                 return;
 992
 993         idev = info->uio_dev;
 994
 995         uio_free_minor(idev);
 996
 997         mutex_lock(&idev->info_lock);
 998         uio_dev_del_attributes(idev);
 999
1000         if (info->irq && info->irq != UIO_IRQ_CUSTOM)
1001                 free_irq(info->irq, idev);
1002
1003         idev->info = NULL;
1004         mutex_unlock(&idev->info_lock);
1005
1006         device_unregister(&idev->dev);
1007
1008         return;
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL_GPL(uio_unregister_device);
1011
1012 static int __init uio_init(void)
1013 {
1014         return init_uio_class();
1015 }
1016
1017 static void __exit uio_exit(void)
1018 {
1019         release_uio_class();
1020         idr_destroy(&uio_idr);
1021 }
1022
1023 module_init(uio_init)
1024 module_exit(uio_exit)
1025 MODULE_LICENSE("GPL v2");