Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / tty / tty_buffer.c
diff --git a/kernel/drivers/tty/tty_buffer.c b/kernel/drivers/tty/tty_buffer.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2f78b77
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,578 @@
+/*
+ * Tty buffer allocation management
+ */
+
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/errno.h>
+#include <linux/tty.h>
+#include <linux/tty_driver.h>
+#include <linux/tty_flip.h>
+#include <linux/timer.h>
+#include <linux/string.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/sched.h>
+#include <linux/wait.h>
+#include <linux/bitops.h>
+#include <linux/delay.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/ratelimit.h>
+
+
+#define MIN_TTYB_SIZE  256
+#define TTYB_ALIGN_MASK        255
+
+/*
+ * Byte threshold to limit memory consumption for flip buffers.
+ * The actual memory limit is > 2x this amount.
+ */
+#define TTYB_DEFAULT_MEM_LIMIT 65536
+
+/*
+ * We default to dicing tty buffer allocations to this many characters
+ * in order to avoid multiple page allocations. We know the size of
+ * tty_buffer itself but it must also be taken into account that the
+ * the buffer is 256 byte aligned. See tty_buffer_find for the allocation
+ * logic this must match
+ */
+
+#define TTY_BUFFER_PAGE        (((PAGE_SIZE - sizeof(struct tty_buffer)) / 2) & ~0xFF)
+
+/*
+ * If all tty flip buffers have been processed by flush_to_ldisc() or
+ * dropped by tty_buffer_flush(), check if the linked pty has been closed.
+ * If so, wake the reader/poll to process
+ */
+static inline void check_other_closed(struct tty_struct *tty)
+{
+       unsigned long flags, old;
+
+       /* transition from TTY_OTHER_CLOSED => TTY_OTHER_DONE must be atomic */
+       for (flags = ACCESS_ONCE(tty->flags);
+            test_bit(TTY_OTHER_CLOSED, &flags);
+            ) {
+               old = flags;
+               __set_bit(TTY_OTHER_DONE, &flags);
+               flags = cmpxchg(&tty->flags, old, flags);
+               if (old == flags) {
+                       wake_up_interruptible(&tty->read_wait);
+                       break;
+               }
+       }
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_lock_exclusive       -       gain exclusive access to buffer
+ *     tty_buffer_unlock_exclusive     -       release exclusive access
+ *
+ *     @port - tty_port owning the flip buffer
+ *
+ *     Guarantees safe use of the line discipline's receive_buf() method by
+ *     excluding the buffer work and any pending flush from using the flip
+ *     buffer. Data can continue to be added concurrently to the flip buffer
+ *     from the driver side.
+ *
+ *     On release, the buffer work is restarted if there is data in the
+ *     flip buffer
+ */
+
+void tty_buffer_lock_exclusive(struct tty_port *port)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+
+       atomic_inc(&buf->priority);
+       mutex_lock(&buf->lock);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tty_buffer_lock_exclusive);
+
+void tty_buffer_unlock_exclusive(struct tty_port *port)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+       int restart;
+
+       restart = buf->head->commit != buf->head->read;
+
+       atomic_dec(&buf->priority);
+       mutex_unlock(&buf->lock);
+       if (restart)
+               queue_work(system_unbound_wq, &buf->work);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tty_buffer_unlock_exclusive);
+
+/**
+ *     tty_buffer_space_avail  -       return unused buffer space
+ *     @port - tty_port owning the flip buffer
+ *
+ *     Returns the # of bytes which can be written by the driver without
+ *     reaching the buffer limit.
+ *
+ *     Note: this does not guarantee that memory is available to write
+ *     the returned # of bytes (use tty_prepare_flip_string_xxx() to
+ *     pre-allocate if memory guarantee is required).
+ */
+
+int tty_buffer_space_avail(struct tty_port *port)
+{
+       int space = port->buf.mem_limit - atomic_read(&port->buf.mem_used);
+       return max(space, 0);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tty_buffer_space_avail);
+
+static void tty_buffer_reset(struct tty_buffer *p, size_t size)
+{
+       p->used = 0;
+       p->size = size;
+       p->next = NULL;
+       p->commit = 0;
+       p->read = 0;
+       p->flags = 0;
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_free_all             -       free buffers used by a tty
+ *     @tty: tty to free from
+ *
+ *     Remove all the buffers pending on a tty whether queued with data
+ *     or in the free ring. Must be called when the tty is no longer in use
+ */
+
+void tty_buffer_free_all(struct tty_port *port)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+       struct tty_buffer *p, *next;
+       struct llist_node *llist;
+
+       while ((p = buf->head) != NULL) {
+               buf->head = p->next;
+               if (p->size > 0)
+                       kfree(p);
+       }
+       llist = llist_del_all(&buf->free);
+       llist_for_each_entry_safe(p, next, llist, free)
+               kfree(p);
+
+       tty_buffer_reset(&buf->sentinel, 0);
+       buf->head = &buf->sentinel;
+       buf->tail = &buf->sentinel;
+
+       atomic_set(&buf->mem_used, 0);
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_alloc        -       allocate a tty buffer
+ *     @tty: tty device
+ *     @size: desired size (characters)
+ *
+ *     Allocate a new tty buffer to hold the desired number of characters.
+ *     We round our buffers off in 256 character chunks to get better
+ *     allocation behaviour.
+ *     Return NULL if out of memory or the allocation would exceed the
+ *     per device queue
+ */
+
+static struct tty_buffer *tty_buffer_alloc(struct tty_port *port, size_t size)
+{
+       struct llist_node *free;
+       struct tty_buffer *p;
+
+       /* Round the buffer size out */
+       size = __ALIGN_MASK(size, TTYB_ALIGN_MASK);
+
+       if (size <= MIN_TTYB_SIZE) {
+               free = llist_del_first(&port->buf.free);
+               if (free) {
+                       p = llist_entry(free, struct tty_buffer, free);
+                       goto found;
+               }
+       }
+
+       /* Should possibly check if this fails for the largest buffer we
+          have queued and recycle that ? */
+       if (atomic_read(&port->buf.mem_used) > port->buf.mem_limit)
+               return NULL;
+       p = kmalloc(sizeof(struct tty_buffer) + 2 * size, GFP_ATOMIC);
+       if (p == NULL)
+               return NULL;
+
+found:
+       tty_buffer_reset(p, size);
+       atomic_add(size, &port->buf.mem_used);
+       return p;
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_free         -       free a tty buffer
+ *     @tty: tty owning the buffer
+ *     @b: the buffer to free
+ *
+ *     Free a tty buffer, or add it to the free list according to our
+ *     internal strategy
+ */
+
+static void tty_buffer_free(struct tty_port *port, struct tty_buffer *b)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+
+       /* Dumb strategy for now - should keep some stats */
+       WARN_ON(atomic_sub_return(b->size, &buf->mem_used) < 0);
+
+       if (b->size > MIN_TTYB_SIZE)
+               kfree(b);
+       else if (b->size > 0)
+               llist_add(&b->free, &buf->free);
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_flush                -       flush full tty buffers
+ *     @tty: tty to flush
+ *     @ld:  optional ldisc ptr (must be referenced)
+ *
+ *     flush all the buffers containing receive data. If ld != NULL,
+ *     flush the ldisc input buffer.
+ *
+ *     Locking: takes buffer lock to ensure single-threaded flip buffer
+ *              'consumer'
+ */
+
+void tty_buffer_flush(struct tty_struct *tty, struct tty_ldisc *ld)
+{
+       struct tty_port *port = tty->port;
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+       struct tty_buffer *next;
+
+       atomic_inc(&buf->priority);
+
+       mutex_lock(&buf->lock);
+       while ((next = buf->head->next) != NULL) {
+               tty_buffer_free(port, buf->head);
+               buf->head = next;
+       }
+       buf->head->read = buf->head->commit;
+
+       if (ld && ld->ops->flush_buffer)
+               ld->ops->flush_buffer(tty);
+
+       check_other_closed(tty);
+
+       atomic_dec(&buf->priority);
+       mutex_unlock(&buf->lock);
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_request_room         -       grow tty buffer if needed
+ *     @tty: tty structure
+ *     @size: size desired
+ *     @flags: buffer flags if new buffer allocated (default = 0)
+ *
+ *     Make at least size bytes of linear space available for the tty
+ *     buffer. If we fail return the size we managed to find.
+ *
+ *     Will change over to a new buffer if the current buffer is encoded as
+ *     TTY_NORMAL (so has no flags buffer) and the new buffer requires
+ *     a flags buffer.
+ */
+static int __tty_buffer_request_room(struct tty_port *port, size_t size,
+                                    int flags)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+       struct tty_buffer *b, *n;
+       int left, change;
+
+       b = buf->tail;
+       if (b->flags & TTYB_NORMAL)
+               left = 2 * b->size - b->used;
+       else
+               left = b->size - b->used;
+
+       change = (b->flags & TTYB_NORMAL) && (~flags & TTYB_NORMAL);
+       if (change || left < size) {
+               /* This is the slow path - looking for new buffers to use */
+               if ((n = tty_buffer_alloc(port, size)) != NULL) {
+                       n->flags = flags;
+                       buf->tail = n;
+                       b->commit = b->used;
+                       /* paired w/ barrier in flush_to_ldisc(); ensures the
+                        * latest commit value can be read before the head is
+                        * advanced to the next buffer
+                        */
+                       smp_wmb();
+                       b->next = n;
+               } else if (change)
+                       size = 0;
+               else
+                       size = left;
+       }
+       return size;
+}
+
+int tty_buffer_request_room(struct tty_port *port, size_t size)
+{
+       return __tty_buffer_request_room(port, size, 0);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tty_buffer_request_room);
+
+/**
+ *     tty_insert_flip_string_fixed_flag - Add characters to the tty buffer
+ *     @port: tty port
+ *     @chars: characters
+ *     @flag: flag value for each character
+ *     @size: size
+ *
+ *     Queue a series of bytes to the tty buffering. All the characters
+ *     passed are marked with the supplied flag. Returns the number added.
+ */
+
+int tty_insert_flip_string_fixed_flag(struct tty_port *port,
+               const unsigned char *chars, char flag, size_t size)
+{
+       int copied = 0;
+       do {
+               int goal = min_t(size_t, size - copied, TTY_BUFFER_PAGE);
+               int flags = (flag == TTY_NORMAL) ? TTYB_NORMAL : 0;
+               int space = __tty_buffer_request_room(port, goal, flags);
+               struct tty_buffer *tb = port->buf.tail;
+               if (unlikely(space == 0))
+                       break;
+               memcpy(char_buf_ptr(tb, tb->used), chars, space);
+               if (~tb->flags & TTYB_NORMAL)
+                       memset(flag_buf_ptr(tb, tb->used), flag, space);
+               tb->used += space;
+               copied += space;
+               chars += space;
+               /* There is a small chance that we need to split the data over
+                  several buffers. If this is the case we must loop */
+       } while (unlikely(size > copied));
+       return copied;
+}
+EXPORT_SYMBOL(tty_insert_flip_string_fixed_flag);
+
+/**
+ *     tty_insert_flip_string_flags    -       Add characters to the tty buffer
+ *     @port: tty port
+ *     @chars: characters
+ *     @flags: flag bytes
+ *     @size: size
+ *
+ *     Queue a series of bytes to the tty buffering. For each character
+ *     the flags array indicates the status of the character. Returns the
+ *     number added.
+ */
+
+int tty_insert_flip_string_flags(struct tty_port *port,
+               const unsigned char *chars, const char *flags, size_t size)
+{
+       int copied = 0;
+       do {
+               int goal = min_t(size_t, size - copied, TTY_BUFFER_PAGE);
+               int space = tty_buffer_request_room(port, goal);
+               struct tty_buffer *tb = port->buf.tail;
+               if (unlikely(space == 0))
+                       break;
+               memcpy(char_buf_ptr(tb, tb->used), chars, space);
+               memcpy(flag_buf_ptr(tb, tb->used), flags, space);
+               tb->used += space;
+               copied += space;
+               chars += space;
+               flags += space;
+               /* There is a small chance that we need to split the data over
+                  several buffers. If this is the case we must loop */
+       } while (unlikely(size > copied));
+       return copied;
+}
+EXPORT_SYMBOL(tty_insert_flip_string_flags);
+
+/**
+ *     tty_schedule_flip       -       push characters to ldisc
+ *     @port: tty port to push from
+ *
+ *     Takes any pending buffers and transfers their ownership to the
+ *     ldisc side of the queue. It then schedules those characters for
+ *     processing by the line discipline.
+ */
+
+void tty_schedule_flip(struct tty_port *port)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+
+       buf->tail->commit = buf->tail->used;
+       schedule_work(&buf->work);
+}
+EXPORT_SYMBOL(tty_schedule_flip);
+
+/**
+ *     tty_prepare_flip_string         -       make room for characters
+ *     @port: tty port
+ *     @chars: return pointer for character write area
+ *     @size: desired size
+ *
+ *     Prepare a block of space in the buffer for data. Returns the length
+ *     available and buffer pointer to the space which is now allocated and
+ *     accounted for as ready for normal characters. This is used for drivers
+ *     that need their own block copy routines into the buffer. There is no
+ *     guarantee the buffer is a DMA target!
+ */
+
+int tty_prepare_flip_string(struct tty_port *port, unsigned char **chars,
+               size_t size)
+{
+       int space = __tty_buffer_request_room(port, size, TTYB_NORMAL);
+       if (likely(space)) {
+               struct tty_buffer *tb = port->buf.tail;
+               *chars = char_buf_ptr(tb, tb->used);
+               if (~tb->flags & TTYB_NORMAL)
+                       memset(flag_buf_ptr(tb, tb->used), TTY_NORMAL, space);
+               tb->used += space;
+       }
+       return space;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tty_prepare_flip_string);
+
+
+static int
+receive_buf(struct tty_struct *tty, struct tty_buffer *head, int count)
+{
+       struct tty_ldisc *disc = tty->ldisc;
+       unsigned char *p = char_buf_ptr(head, head->read);
+       char          *f = NULL;
+
+       if (~head->flags & TTYB_NORMAL)
+               f = flag_buf_ptr(head, head->read);
+
+       if (disc->ops->receive_buf2)
+               count = disc->ops->receive_buf2(tty, p, f, count);
+       else {
+               count = min_t(int, count, tty->receive_room);
+               if (count)
+                       disc->ops->receive_buf(tty, p, f, count);
+       }
+       head->read += count;
+       return count;
+}
+
+/**
+ *     flush_to_ldisc
+ *     @work: tty structure passed from work queue.
+ *
+ *     This routine is called out of the software interrupt to flush data
+ *     from the buffer chain to the line discipline.
+ *
+ *     The receive_buf method is single threaded for each tty instance.
+ *
+ *     Locking: takes buffer lock to ensure single-threaded flip buffer
+ *              'consumer'
+ */
+
+static void flush_to_ldisc(struct work_struct *work)
+{
+       struct tty_port *port = container_of(work, struct tty_port, buf.work);
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+       struct tty_struct *tty;
+       struct tty_ldisc *disc;
+
+       tty = port->itty;
+       if (tty == NULL)
+               return;
+
+       disc = tty_ldisc_ref(tty);
+       if (disc == NULL)
+               return;
+
+       mutex_lock(&buf->lock);
+
+       while (1) {
+               struct tty_buffer *head = buf->head;
+               struct tty_buffer *next;
+               int count;
+
+               /* Ldisc or user is trying to gain exclusive access */
+               if (atomic_read(&buf->priority))
+                       break;
+
+               next = head->next;
+               /* paired w/ barrier in __tty_buffer_request_room();
+                * ensures commit value read is not stale if the head
+                * is advancing to the next buffer
+                */
+               smp_rmb();
+               count = head->commit - head->read;
+               if (!count) {
+                       if (next == NULL) {
+                               check_other_closed(tty);
+                               break;
+                       }
+                       buf->head = next;
+                       tty_buffer_free(port, head);
+                       continue;
+               }
+
+               count = receive_buf(tty, head, count);
+               if (!count)
+                       break;
+       }
+
+       mutex_unlock(&buf->lock);
+
+       tty_ldisc_deref(disc);
+}
+
+/**
+ *     tty_flip_buffer_push    -       terminal
+ *     @port: tty port to push
+ *
+ *     Queue a push of the terminal flip buffers to the line discipline.
+ *     Can be called from IRQ/atomic context.
+ *
+ *     In the event of the queue being busy for flipping the work will be
+ *     held off and retried later.
+ */
+
+void tty_flip_buffer_push(struct tty_port *port)
+{
+       tty_schedule_flip(port);
+}
+EXPORT_SYMBOL(tty_flip_buffer_push);
+
+/**
+ *     tty_buffer_init         -       prepare a tty buffer structure
+ *     @tty: tty to initialise
+ *
+ *     Set up the initial state of the buffer management for a tty device.
+ *     Must be called before the other tty buffer functions are used.
+ */
+
+void tty_buffer_init(struct tty_port *port)
+{
+       struct tty_bufhead *buf = &port->buf;
+
+       mutex_init(&buf->lock);
+       tty_buffer_reset(&buf->sentinel, 0);
+       buf->head = &buf->sentinel;
+       buf->tail = &buf->sentinel;
+       init_llist_head(&buf->free);
+       atomic_set(&buf->mem_used, 0);
+       atomic_set(&buf->priority, 0);
+       INIT_WORK(&buf->work, flush_to_ldisc);
+       buf->mem_limit = TTYB_DEFAULT_MEM_LIMIT;
+}
+
+/**
+ *     tty_buffer_set_limit    -       change the tty buffer memory limit
+ *     @port: tty port to change
+ *
+ *     Change the tty buffer memory limit.
+ *     Must be called before the other tty buffer functions are used.
+ */
+
+int tty_buffer_set_limit(struct tty_port *port, int limit)
+{
+       if (limit < MIN_TTYB_SIZE)
+               return -EINVAL;
+       port->buf.mem_limit = limit;
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(tty_buffer_set_limit);
+
+/* slave ptys can claim nested buffer lock when handling BRK and INTR */
+void tty_buffer_set_lock_subclass(struct tty_port *port)
+{
+       lockdep_set_subclass(&port->buf.lock, TTY_LOCK_SLAVE);
+}