Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai/sound-2.6
[linux-2.6.git] / fs / char_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/char_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  */
6
7 #include <linux/init.h>
8 #include <linux/fs.h>
9 #include <linux/kdev_t.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/string.h>
12
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/errno.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/seq_file.h>
17
18 #include <linux/kobject.h>
19 #include <linux/kobj_map.h>
20 #include <linux/cdev.h>
21 #include <linux/mutex.h>
22 #include <linux/backing-dev.h>
23
24 #include "internal.h"
25
26 /*
27  * capabilities for /dev/mem, /dev/kmem and similar directly mappable character
28  * devices
29  * - permits shared-mmap for read, write and/or exec
30  * - does not permit private mmap in NOMMU mode (can't do COW)
31  * - no readahead or I/O queue unplugging required
32  */
33 struct backing_dev_info directly_mappable_cdev_bdi = {
34         .name = "char",
35         .capabilities   = (
36 #ifdef CONFIG_MMU
37                 /* permit private copies of the data to be taken */
38                 BDI_CAP_MAP_COPY |
39 #endif
40                 /* permit direct mmap, for read, write or exec */
41                 BDI_CAP_MAP_DIRECT |
42                 BDI_CAP_READ_MAP | BDI_CAP_WRITE_MAP | BDI_CAP_EXEC_MAP),
43 };
44
45 static struct kobj_map *cdev_map;
46
47 static DEFINE_MUTEX(chrdevs_lock);
48
49 static struct char_device_struct {
50         struct char_device_struct *next;
51         unsigned int major;
52         unsigned int baseminor;
53         int minorct;
54         char name[64];
55         struct cdev *cdev;              /* will die */
56 } *chrdevs[CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE];
57
58 /* index in the above */
59 static inline int major_to_index(int major)
60 {
61         return major % CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE;
62 }
63
64 #ifdef CONFIG_PROC_FS
65
66 void chrdev_show(struct seq_file *f, off_t offset)
67 {
68         struct char_device_struct *cd;
69
70         if (offset < CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE) {
71                 mutex_lock(&chrdevs_lock);
72                 for (cd = chrdevs[offset]; cd; cd = cd->next)
73                         seq_printf(f, "%3d %s\n", cd->major, cd->name);
74                 mutex_unlock(&chrdevs_lock);
75         }
76 }
77
78 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
79
80 /*
81  * Register a single major with a specified minor range.
82  *
83  * If major == 0 this functions will dynamically allocate a major and return
84  * its number.
85  *
86  * If major > 0 this function will attempt to reserve the passed range of
87  * minors and will return zero on success.
88  *
89  * Returns a -ve errno on failure.
90  */
91 static struct char_device_struct *
92 __register_chrdev_region(unsigned int major, unsigned int baseminor,
93                            int minorct, const char *name)
94 {
95         struct char_device_struct *cd, **cp;
96         int ret = 0;
97         int i;
98
99         cd = kzalloc(sizeof(struct char_device_struct), GFP_KERNEL);
100         if (cd == NULL)
101                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
102
103         mutex_lock(&chrdevs_lock);
104
105         /* temporary */
106         if (major == 0) {
107                 for (i = ARRAY_SIZE(chrdevs)-1; i > 0; i--) {
108                         if (chrdevs[i] == NULL)
109                                 break;
110                 }
111
112                 if (i == 0) {
113                         ret = -EBUSY;
114                         goto out;
115                 }
116                 major = i;
117                 ret = major;
118         }
119
120         cd->major = major;
121         cd->baseminor = baseminor;
122         cd->minorct = minorct;
123         strlcpy(cd->name, name, sizeof(cd->name));
124
125         i = major_to_index(major);
126
127         for (cp = &chrdevs[i]; *cp; cp = &(*cp)->next)
128                 if ((*cp)->major > major ||
129                     ((*cp)->major == major &&
130                      (((*cp)->baseminor >= baseminor) ||
131                       ((*cp)->baseminor + (*cp)->minorct > baseminor))))
132                         break;
133
134         /* Check for overlapping minor ranges.  */
135         if (*cp && (*cp)->major == major) {
136                 int old_min = (*cp)->baseminor;
137                 int old_max = (*cp)->baseminor + (*cp)->minorct - 1;
138                 int new_min = baseminor;
139                 int new_max = baseminor + minorct - 1;
140
141                 /* New driver overlaps from the left.  */
142                 if (new_max >= old_min && new_max <= old_max) {
143                         ret = -EBUSY;
144                         goto out;
145                 }
146
147                 /* New driver overlaps from the right.  */
148                 if (new_min <= old_max && new_min >= old_min) {
149                         ret = -EBUSY;
150                         goto out;
151                 }
152         }
153
154         cd->next = *cp;
155         *cp = cd;
156         mutex_unlock(&chrdevs_lock);
157         return cd;
158 out:
159         mutex_unlock(&chrdevs_lock);
160         kfree(cd);
161         return ERR_PTR(ret);
162 }
163
164 static struct char_device_struct *
165 __unregister_chrdev_region(unsigned major, unsigned baseminor, int minorct)
166 {
167         struct char_device_struct *cd = NULL, **cp;
168         int i = major_to_index(major);
169
170         mutex_lock(&chrdevs_lock);
171         for (cp = &chrdevs[i]; *cp; cp = &(*cp)->next)
172                 if ((*cp)->major == major &&
173                     (*cp)->baseminor == baseminor &&
174                     (*cp)->minorct == minorct)
175                         break;
176         if (*cp) {
177                 cd = *cp;
178                 *cp = cd->next;
179         }
180         mutex_unlock(&chrdevs_lock);
181         return cd;
182 }
183
184 /**
185  * register_chrdev_region() - register a range of device numbers
186  * @from: the first in the desired range of device numbers; must include
187  *        the major number.
188  * @count: the number of consecutive device numbers required
189  * @name: the name of the device or driver.
190  *
191  * Return value is zero on success, a negative error code on failure.
192  */
193 int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
194 {
195         struct char_device_struct *cd;
196         dev_t to = from + count;
197         dev_t n, next;
198
199         for (n = from; n < to; n = next) {
200                 next = MKDEV(MAJOR(n)+1, 0);
201                 if (next > to)
202                         next = to;
203                 cd = __register_chrdev_region(MAJOR(n), MINOR(n),
204                                next - n, name);
205                 if (IS_ERR(cd))
206                         goto fail;
207         }
208         return 0;
209 fail:
210         to = n;
211         for (n = from; n < to; n = next) {
212                 next = MKDEV(MAJOR(n)+1, 0);
213                 kfree(__unregister_chrdev_region(MAJOR(n), MINOR(n), next - n));
214         }
215         return PTR_ERR(cd);
216 }
217
218 /**
219  * alloc_chrdev_region() - register a range of char device numbers
220  * @dev: output parameter for first assigned number
221  * @baseminor: first of the requested range of minor numbers
222  * @count: the number of minor numbers required
223  * @name: the name of the associated device or driver
224  *
225  * Allocates a range of char device numbers.  The major number will be
226  * chosen dynamically, and returned (along with the first minor number)
227  * in @dev.  Returns zero or a negative error code.
228  */
229 int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count,
230                         const char *name)
231 {
232         struct char_device_struct *cd;
233         cd = __register_chrdev_region(0, baseminor, count, name);
234         if (IS_ERR(cd))
235                 return PTR_ERR(cd);
236         *dev = MKDEV(cd->major, cd->baseminor);
237         return 0;
238 }
239
240 /**
241  * __register_chrdev() - create and register a cdev occupying a range of minors
242  * @major: major device number or 0 for dynamic allocation
243  * @baseminor: first of the requested range of minor numbers
244  * @count: the number of minor numbers required
245  * @name: name of this range of devices
246  * @fops: file operations associated with this devices
247  *
248  * If @major == 0 this functions will dynamically allocate a major and return
249  * its number.
250  *
251  * If @major > 0 this function will attempt to reserve a device with the given
252  * major number and will return zero on success.
253  *
254  * Returns a -ve errno on failure.
255  *
256  * The name of this device has nothing to do with the name of the device in
257  * /dev. It only helps to keep track of the different owners of devices. If
258  * your module name has only one type of devices it's ok to use e.g. the name
259  * of the module here.
260  */
261 int __register_chrdev(unsigned int major, unsigned int baseminor,
262                       unsigned int count, const char *name,
263                       const struct file_operations *fops)
264 {
265         struct char_device_struct *cd;
266         struct cdev *cdev;
267         char *s;
268         int err = -ENOMEM;
269
270         cd = __register_chrdev_region(major, baseminor, count, name);
271         if (IS_ERR(cd))
272                 return PTR_ERR(cd);
273         
274         cdev = cdev_alloc();
275         if (!cdev)
276                 goto out2;
277
278         cdev->owner = fops->owner;
279         cdev->ops = fops;
280         kobject_set_name(&cdev->kobj, "%s", name);
281         for (s = strchr(kobject_name(&cdev->kobj),'/'); s; s = strchr(s, '/'))
282                 *s = '!';
283                 
284         err = cdev_add(cdev, MKDEV(cd->major, baseminor), count);
285         if (err)
286                 goto out;
287
288         cd->cdev = cdev;
289
290         return major ? 0 : cd->major;
291 out:
292         kobject_put(&cdev->kobj);
293 out2:
294         kfree(__unregister_chrdev_region(cd->major, baseminor, count));
295         return err;
296 }
297
298 /**
299  * unregister_chrdev_region() - return a range of device numbers
300  * @from: the first in the range of numbers to unregister
301  * @count: the number of device numbers to unregister
302  *
303  * This function will unregister a range of @count device numbers,
304  * starting with @from.  The caller should normally be the one who
305  * allocated those numbers in the first place...
306  */
307 void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
308 {
309         dev_t to = from + count;
310         dev_t n, next;
311
312         for (n = from; n < to; n = next) {
313                 next = MKDEV(MAJOR(n)+1, 0);
314                 if (next > to)
315                         next = to;
316                 kfree(__unregister_chrdev_region(MAJOR(n), MINOR(n), next - n));
317         }
318 }
319
320 /**
321  * __unregister_chrdev - unregister and destroy a cdev
322  * @major: major device number
323  * @baseminor: first of the range of minor numbers
324  * @count: the number of minor numbers this cdev is occupying
325  * @name: name of this range of devices
326  *
327  * Unregister and destroy the cdev occupying the region described by
328  * @major, @baseminor and @count.  This function undoes what
329  * __register_chrdev() did.
330  */
331 void __unregister_chrdev(unsigned int major, unsigned int baseminor,
332                          unsigned int count, const char *name)
333 {
334         struct char_device_struct *cd;
335
336         cd = __unregister_chrdev_region(major, baseminor, count);
337         if (cd && cd->cdev)
338                 cdev_del(cd->cdev);
339         kfree(cd);
340 }
341
342 static DEFINE_SPINLOCK(cdev_lock);
343
344 static struct kobject *cdev_get(struct cdev *p)
345 {
346         struct module *owner = p->owner;
347         struct kobject *kobj;
348
349         if (owner && !try_module_get(owner))
350                 return NULL;
351         kobj = kobject_get(&p->kobj);
352         if (!kobj)
353                 module_put(owner);
354         return kobj;
355 }
356
357 void cdev_put(struct cdev *p)
358 {
359         if (p) {
360                 struct module *owner = p->owner;
361                 kobject_put(&p->kobj);
362                 module_put(owner);
363         }
364 }
365
366 /*
367  * Called every time a character special file is opened
368  */
369 static int chrdev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
370 {
371         struct cdev *p;
372         struct cdev *new = NULL;
373         int ret = 0;
374
375         spin_lock(&cdev_lock);
376         p = inode->i_cdev;
377         if (!p) {
378                 struct kobject *kobj;
379                 int idx;
380                 spin_unlock(&cdev_lock);
381                 kobj = kobj_lookup(cdev_map, inode->i_rdev, &idx);
382                 if (!kobj)
383                         return -ENXIO;
384                 new = container_of(kobj, struct cdev, kobj);
385                 spin_lock(&cdev_lock);
386                 /* Check i_cdev again in case somebody beat us to it while
387                    we dropped the lock. */
388                 p = inode->i_cdev;
389                 if (!p) {
390                         inode->i_cdev = p = new;
391                         list_add(&inode->i_devices, &p->list);
392                         new = NULL;
393                 } else if (!cdev_get(p))
394                         ret = -ENXIO;
395         } else if (!cdev_get(p))
396                 ret = -ENXIO;
397         spin_unlock(&cdev_lock);
398         cdev_put(new);
399         if (ret)
400                 return ret;
401
402         ret = -ENXIO;
403         filp->f_op = fops_get(p->ops);
404         if (!filp->f_op)
405                 goto out_cdev_put;
406
407         if (filp->f_op->open) {
408                 ret = filp->f_op->open(inode,filp);
409                 if (ret)
410                         goto out_cdev_put;
411         }
412
413         return 0;
414
415  out_cdev_put:
416         cdev_put(p);
417         return ret;
418 }
419
420 int cdev_index(struct inode *inode)
421 {
422         int idx;
423         struct kobject *kobj;
424
425         kobj = kobj_lookup(cdev_map, inode->i_rdev, &idx);
426         if (!kobj)
427                 return -1;
428         kobject_put(kobj);
429         return idx;
430 }
431
432 void cd_forget(struct inode *inode)
433 {
434         spin_lock(&cdev_lock);
435         list_del_init(&inode->i_devices);
436         inode->i_cdev = NULL;
437         spin_unlock(&cdev_lock);
438 }
439
440 static void cdev_purge(struct cdev *cdev)
441 {
442         spin_lock(&cdev_lock);
443         while (!list_empty(&cdev->list)) {
444                 struct inode *inode;
445                 inode = container_of(cdev->list.next, struct inode, i_devices);
446                 list_del_init(&inode->i_devices);
447                 inode->i_cdev = NULL;
448         }
449         spin_unlock(&cdev_lock);
450 }
451
452 /*
453  * Dummy default file-operations: the only thing this does
454  * is contain the open that then fills in the correct operations
455  * depending on the special file...
456  */
457 const struct file_operations def_chr_fops = {
458         .open = chrdev_open,
459 };
460
461 static struct kobject *exact_match(dev_t dev, int *part, void *data)
462 {
463         struct cdev *p = data;
464         return &p->kobj;
465 }
466
467 static int exact_lock(dev_t dev, void *data)
468 {
469         struct cdev *p = data;
470         return cdev_get(p) ? 0 : -1;
471 }
472
473 /**
474  * cdev_add() - add a char device to the system
475  * @p: the cdev structure for the device
476  * @dev: the first device number for which this device is responsible
477  * @count: the number of consecutive minor numbers corresponding to this
478  *         device
479  *
480  * cdev_add() adds the device represented by @p to the system, making it
481  * live immediately.  A negative error code is returned on failure.
482  */
483 int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
484 {
485         p->dev = dev;
486         p->count = count;
487         return kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL, exact_match, exact_lock, p);
488 }
489
490 static void cdev_unmap(dev_t dev, unsigned count)
491 {
492         kobj_unmap(cdev_map, dev, count);
493 }
494
495 /**
496  * cdev_del() - remove a cdev from the system
497  * @p: the cdev structure to be removed
498  *
499  * cdev_del() removes @p from the system, possibly freeing the structure
500  * itself.
501  */
502 void cdev_del(struct cdev *p)
503 {
504         cdev_unmap(p->dev, p->count);
505         kobject_put(&p->kobj);
506 }
507
508
509 static void cdev_default_release(struct kobject *kobj)
510 {
511         struct cdev *p = container_of(kobj, struct cdev, kobj);
512         cdev_purge(p);
513 }
514
515 static void cdev_dynamic_release(struct kobject *kobj)
516 {
517         struct cdev *p = container_of(kobj, struct cdev, kobj);
518         cdev_purge(p);
519         kfree(p);
520 }
521
522 static struct kobj_type ktype_cdev_default = {
523         .release        = cdev_default_release,
524 };
525
526 static struct kobj_type ktype_cdev_dynamic = {
527         .release        = cdev_dynamic_release,
528 };
529
530 /**
531  * cdev_alloc() - allocate a cdev structure
532  *
533  * Allocates and returns a cdev structure, or NULL on failure.
534  */
535 struct cdev *cdev_alloc(void)
536 {
537         struct cdev *p = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);
538         if (p) {
539                 INIT_LIST_HEAD(&p->list);
540                 kobject_init(&p->kobj, &ktype_cdev_dynamic);
541         }
542         return p;
543 }
544
545 /**
546  * cdev_init() - initialize a cdev structure
547  * @cdev: the structure to initialize
548  * @fops: the file_operations for this device
549  *
550  * Initializes @cdev, remembering @fops, making it ready to add to the
551  * system with cdev_add().
552  */
553 void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
554 {
555         memset(cdev, 0, sizeof *cdev);
556         INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);
557         kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);
558         cdev->ops = fops;
559 }
560
561 static struct kobject *base_probe(dev_t dev, int *part, void *data)
562 {
563         if (request_module("char-major-%d-%d", MAJOR(dev), MINOR(dev)) > 0)
564                 /* Make old-style 2.4 aliases work */
565                 request_module("char-major-%d", MAJOR(dev));
566         return NULL;
567 }
568
569 void __init chrdev_init(void)
570 {
571         cdev_map = kobj_map_init(base_probe, &chrdevs_lock);
572         bdi_init(&directly_mappable_cdev_bdi);
573 }
574
575
576 /* Let modules do char dev stuff */
577 EXPORT_SYMBOL(register_chrdev_region);
578 EXPORT_SYMBOL(unregister_chrdev_region);
579 EXPORT_SYMBOL(alloc_chrdev_region);
580 EXPORT_SYMBOL(cdev_init);
581 EXPORT_SYMBOL(cdev_alloc);
582 EXPORT_SYMBOL(cdev_del);
583 EXPORT_SYMBOL(cdev_add);
584 EXPORT_SYMBOL(cdev_index);
585 EXPORT_SYMBOL(__register_chrdev);
586 EXPORT_SYMBOL(__unregister_chrdev);
587 EXPORT_SYMBOL(directly_mappable_cdev_bdi);