drivers/mtd/ubi/block.c

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