lib/scatterlist.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2007 Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
   4  *
   5  * Scatterlist handling helpers.
   6  */
   7 #include <linux/export.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/scatterlist.h>
  10 #include <linux/highmem.h>
  11 #include <linux/kmemleak.h>
  12
  13 /**
  14  * sg_next - return the next scatterlist entry in a list
  15  * @sg:         The current sg entry
  16  *
  17  * Description:
  18  *   Usually the next entry will be @sg@ + 1, but if this sg element is part
  19  *   of a chained scatterlist, it could jump to the start of a new
  20  *   scatterlist array.
  21  *
  22  **/
  23 struct scatterlist *sg_next(struct scatterlist *sg)
  24 {
  25         if (sg_is_last(sg))
  26                 return NULL;
  27
  28         sg++;
  29         if (unlikely(sg_is_chain(sg)))
  30                 sg = sg_chain_ptr(sg);
  31
  32         return sg;
  33 }
  34 EXPORT_SYMBOL(sg_next);
  35
  36 /**
  37  * sg_nents - return total count of entries in scatterlist
  38  * @sg:         The scatterlist
  39  *
  40  * Description:
  41  * Allows to know how many entries are in sg, taking into acount
  42  * chaining as well
  43  *
  44  **/
  45 int sg_nents(struct scatterlist *sg)
  46 {
  47         int nents;
  48         for (nents = 0; sg; sg = sg_next(sg))
  49                 nents++;
  50         return nents;
  51 }
  52 EXPORT_SYMBOL(sg_nents);
  53
  54 /**
  55  * sg_nents_for_len - return total count of entries in scatterlist
  56  *                    needed to satisfy the supplied length
  57  * @sg:         The scatterlist
  58  * @len:        The total required length
  59  *
  60  * Description:
  61  * Determines the number of entries in sg that are required to meet
  62  * the supplied length, taking into acount chaining as well
  63  *
  64  * Returns:
  65  *   the number of sg entries needed, negative error on failure
  66  *
  67  **/
  68 int sg_nents_for_len(struct scatterlist *sg, u64 len)
  69 {
  70         int nents;
  71         u64 total;
  72
  73         if (!len)
  74                 return 0;
  75
  76         for (nents = 0, total = 0; sg; sg = sg_next(sg)) {
  77                 nents++;
  78                 total += sg->length;
  79                 if (total >= len)
  80                         return nents;
  81         }
  82
  83         return -EINVAL;
  84 }
  85 EXPORT_SYMBOL(sg_nents_for_len);
  86
  87 /**
  88  * sg_last - return the last scatterlist entry in a list
  89  * @sgl:        First entry in the scatterlist
  90  * @nents:      Number of entries in the scatterlist
  91  *
  92  * Description:
  93  *   Should only be used casually, it (currently) scans the entire list
  94  *   to get the last entry.
  95  *
  96  *   Note that the @sgl@ pointer passed in need not be the first one,
  97  *   the important bit is that @nents@ denotes the number of entries that
  98  *   exist from @sgl@.
  99  *
 100  **/
 101 struct scatterlist *sg_last(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents)
 102 {
 103         struct scatterlist *sg, *ret = NULL;
 104         unsigned int i;
 105
 106         for_each_sg(sgl, sg, nents, i)
 107                 ret = sg;
 108
 109         BUG_ON(!sg_is_last(ret));
 110         return ret;
 111 }
 112 EXPORT_SYMBOL(sg_last);
 113
 114 /**
 115  * sg_init_table - Initialize SG table
 116  * @sgl:           The SG table
 117  * @nents:         Number of entries in table
 118  *
 119  * Notes:
 120  *   If this is part of a chained sg table, sg_mark_end() should be
 121  *   used only on the last table part.
 122  *
 123  **/
 124 void sg_init_table(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents)
 125 {
 126         memset(sgl, 0, sizeof(*sgl) * nents);
 127         sg_init_marker(sgl, nents);
 128 }
 129 EXPORT_SYMBOL(sg_init_table);
 130
 131 /**
 132  * sg_init_one - Initialize a single entry sg list
 133  * @sg:          SG entry
 134  * @buf:         Virtual address for IO
 135  * @buflen:      IO length
 136  *
 137  **/
 138 void sg_init_one(struct scatterlist *sg, const void *buf, unsigned int buflen)
 139 {
 140         sg_init_table(sg, 1);
 141         sg_set_buf(sg, buf, buflen);
 142 }
 143 EXPORT_SYMBOL(sg_init_one);
 144
 145 /*
 146  * The default behaviour of sg_alloc_table() is to use these kmalloc/kfree
 147  * helpers.
 148  */
 149 static struct scatterlist *sg_kmalloc(unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
 150 {
 151         if (nents == SG_MAX_SINGLE_ALLOC) {
 152                 /*
 153                  * Kmemleak doesn't track page allocations as they are not
 154                  * commonly used (in a raw form) for kernel data structures.
 155                  * As we chain together a list of pages and then a normal
 156                  * kmalloc (tracked by kmemleak), in order to for that last
 157                  * allocation not to become decoupled (and thus a
 158                  * false-positive) we need to inform kmemleak of all the
 159                  * intermediate allocations.
 160                  */
 161                 void *ptr = (void *) __get_free_page(gfp_mask);
 162                 kmemleak_alloc(ptr, PAGE_SIZE, 1, gfp_mask);
 163                 return ptr;
 164         } else
 165                 return kmalloc_array(nents, sizeof(struct scatterlist),
 166                                      gfp_mask);
 167 }
 168
 169 static void sg_kfree(struct scatterlist *sg, unsigned int nents)
 170 {
 171         if (nents == SG_MAX_SINGLE_ALLOC) {
 172                 kmemleak_free(sg);
 173                 free_page((unsigned long) sg);
 174         } else
 175                 kfree(sg);
 176 }
 177
 178 /**
 179  * __sg_free_table - Free a previously mapped sg table
 180  * @table:      The sg table header to use
 181  * @max_ents:   The maximum number of entries per single scatterlist
 182  * @nents_first_chunk: Number of entries int the (preallocated) first
 183  *      scatterlist chunk, 0 means no such preallocated first chunk
 184  * @free_fn:    Free function
 185  *
 186  *  Description:
 187  *    Free an sg table previously allocated and setup with
 188  *    __sg_alloc_table().  The @max_ents value must be identical to
 189  *    that previously used with __sg_alloc_table().
 190  *
 191  **/
 192 void __sg_free_table(struct sg_table *table, unsigned int max_ents,
 193                      unsigned int nents_first_chunk, sg_free_fn *free_fn)
 194 {
 195         struct scatterlist *sgl, *next;
 196         unsigned curr_max_ents = nents_first_chunk ?: max_ents;
 197
 198         if (unlikely(!table->sgl))
 199                 return;
 200
 201         sgl = table->sgl;
 202         while (table->orig_nents) {
 203                 unsigned int alloc_size = table->orig_nents;
 204                 unsigned int sg_size;
 205
 206                 /*
 207                  * If we have more than max_ents segments left,
 208                  * then assign 'next' to the sg table after the current one.
 209                  * sg_size is then one less than alloc size, since the last
 210                  * element is the chain pointer.
 211                  */
 212                 if (alloc_size > curr_max_ents) {
 213                         next = sg_chain_ptr(&sgl[curr_max_ents - 1]);
 214                         alloc_size = curr_max_ents;
 215                         sg_size = alloc_size - 1;
 216                 } else {
 217                         sg_size = alloc_size;
 218                         next = NULL;
 219                 }
 220
 221                 table->orig_nents -= sg_size;
 222                 if (nents_first_chunk)
 223                         nents_first_chunk = 0;
 224                 else
 225                         free_fn(sgl, alloc_size);
 226                 sgl = next;
 227                 curr_max_ents = max_ents;
 228         }
 229
 230         table->sgl = NULL;
 231 }
 232 EXPORT_SYMBOL(__sg_free_table);
 233
 234 /**
 235  * sg_free_table - Free a previously allocated sg table
 236  * @table:      The mapped sg table header
 237  *
 238  **/
 239 void sg_free_table(struct sg_table *table)
 240 {
 241         __sg_free_table(table, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, false, sg_kfree);
 242 }
 243 EXPORT_SYMBOL(sg_free_table);
 244
 245 /**
 246  * __sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table with given allocator
 247  * @table:      The sg table header to use
 248  * @nents:      Number of entries in sg list
 249  * @max_ents:   The maximum number of entries the allocator returns per call
 250  * @nents_first_chunk: Number of entries int the (preallocated) first
 251  *      scatterlist chunk, 0 means no such preallocated chunk provided by user
 252  * @gfp_mask:   GFP allocation mask
 253  * @alloc_fn:   Allocator to use
 254  *
 255  * Description:
 256  *   This function returns a @table @nents long. The allocator is
 257  *   defined to return scatterlist chunks of maximum size @max_ents.
 258  *   Thus if @nents is bigger than @max_ents, the scatterlists will be
 259  *   chained in units of @max_ents.
 260  *
 261  * Notes:
 262  *   If this function returns non-0 (eg failure), the caller must call
 263  *   __sg_free_table() to cleanup any leftover allocations.
 264  *
 265  **/
 266 int __sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents,
 267                      unsigned int max_ents, struct scatterlist *first_chunk,
 268                      unsigned int nents_first_chunk, gfp_t gfp_mask,
 269                      sg_alloc_fn *alloc_fn)
 270 {
 271         struct scatterlist *sg, *prv;
 272         unsigned int left;
 273         unsigned curr_max_ents = nents_first_chunk ?: max_ents;
 274         unsigned prv_max_ents;
 275
 276         memset(table, 0, sizeof(*table));
 277
 278         if (nents == 0)
 279                 return -EINVAL;
 280 #ifdef CONFIG_ARCH_NO_SG_CHAIN
 281         if (WARN_ON_ONCE(nents > max_ents))
 282                 return -EINVAL;
 283 #endif
 284
 285         left = nents;
 286         prv = NULL;
 287         do {
 288                 unsigned int sg_size, alloc_size = left;
 289
 290                 if (alloc_size > curr_max_ents) {
 291                         alloc_size = curr_max_ents;
 292                         sg_size = alloc_size - 1;
 293                 } else
 294                         sg_size = alloc_size;
 295
 296                 left -= sg_size;
 297
 298                 if (first_chunk) {
 299                         sg = first_chunk;
 300                         first_chunk = NULL;
 301                 } else {
 302                         sg = alloc_fn(alloc_size, gfp_mask);
 303                 }
 304                 if (unlikely(!sg)) {
 305                         /*
 306                          * Adjust entry count to reflect that the last
 307                          * entry of the previous table won't be used for
 308                          * linkage.  Without this, sg_kfree() may get
 309                          * confused.
 310                          */
 311                         if (prv)
 312                                 table->nents = ++table->orig_nents;
 313
 314                         return -ENOMEM;
 315                 }
 316
 317                 sg_init_table(sg, alloc_size);
 318                 table->nents = table->orig_nents += sg_size;
 319
 320                 /*
 321                  * If this is the first mapping, assign the sg table header.
 322                  * If this is not the first mapping, chain previous part.
 323                  */
 324                 if (prv)
 325                         sg_chain(prv, prv_max_ents, sg);
 326                 else
 327                         table->sgl = sg;
 328
 329                 /*
 330                  * If no more entries after this one, mark the end
 331                  */
 332                 if (!left)
 333                         sg_mark_end(&sg[sg_size - 1]);
 334
 335                 prv = sg;
 336                 prv_max_ents = curr_max_ents;
 337                 curr_max_ents = max_ents;
 338         } while (left);
 339
 340         return 0;
 341 }
 342 EXPORT_SYMBOL(__sg_alloc_table);
 343
 344 /**
 345  * sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table
 346  * @table:      The sg table header to use
 347  * @nents:      Number of entries in sg list
 348  * @gfp_mask:   GFP allocation mask
 349  *
 350  *  Description:
 351  *    Allocate and initialize an sg table. If @nents@ is larger than
 352  *    SG_MAX_SINGLE_ALLOC a chained sg table will be setup.
 353  *
 354  **/
 355 int sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
 356 {
 357         int ret;
 358
 359         ret = __sg_alloc_table(table, nents, SG_MAX_SINGLE_ALLOC,
 360                                NULL, 0, gfp_mask, sg_kmalloc);
 361         if (unlikely(ret))
 362                 __sg_free_table(table, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, 0, sg_kfree);
 363
 364         return ret;
 365 }
 366 EXPORT_SYMBOL(sg_alloc_table);
 367
 368 static struct scatterlist *get_next_sg(struct sg_table *table,
 369                                        struct scatterlist *cur,
 370                                        unsigned long needed_sges,
 371                                        gfp_t gfp_mask)
 372 {
 373         struct scatterlist *new_sg, *next_sg;
 374         unsigned int alloc_size;
 375
 376         if (cur) {
 377                 next_sg = sg_next(cur);
 378                 /* Check if last entry should be keeped for chainning */
 379                 if (!sg_is_last(next_sg) || needed_sges == 1)
 380                         return next_sg;
 381         }
 382
 383         alloc_size = min_t(unsigned long, needed_sges, SG_MAX_SINGLE_ALLOC);
 384         new_sg = sg_kmalloc(alloc_size, gfp_mask);
 385         if (!new_sg)
 386                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 387         sg_init_table(new_sg, alloc_size);
 388         if (cur) {
 389                 __sg_chain(next_sg, new_sg);
 390                 table->orig_nents += alloc_size - 1;
 391         } else {
 392                 table->sgl = new_sg;
 393                 table->orig_nents = alloc_size;
 394                 table->nents = 0;
 395         }
 396         return new_sg;
 397 }
 398
 399 /**
 400  * __sg_alloc_table_from_pages - Allocate and initialize an sg table from
 401  *                               an array of pages
 402  * @sgt:         The sg table header to use
 403  * @pages:       Pointer to an array of page pointers
 404  * @n_pages:     Number of pages in the pages array
 405  * @offset:      Offset from start of the first page to the start of a buffer
 406  * @size:        Number of valid bytes in the buffer (after offset)
 407  * @max_segment: Maximum size of a scatterlist element in bytes
 408  * @prv:         Last populated sge in sgt
 409  * @left_pages:  Left pages caller have to set after this call
 410  * @gfp_mask:    GFP allocation mask
 411  *
 412  * Description:
 413  *    If @prv is NULL, allocate and initialize an sg table from a list of pages,
 414  *    else reuse the scatterlist passed in at @prv.
 415  *    Contiguous ranges of the pages are squashed into a single scatterlist
 416  *    entry up to the maximum size specified in @max_segment.  A user may
 417  *    provide an offset at a start and a size of valid data in a buffer
 418  *    specified by the page array.
 419  *
 420  * Returns:
 421  *   Last SGE in sgt on success, PTR_ERR on otherwise.
 422  *   The allocation in @sgt must be released by sg_free_table.
 423  *
 424  * Notes:
 425  *   If this function returns non-0 (eg failure), the caller must call
 426  *   sg_free_table() to cleanup any leftover allocations.
 427  */
 428 struct scatterlist *__sg_alloc_table_from_pages(struct sg_table *sgt,
 429                 struct page **pages, unsigned int n_pages, unsigned int offset,
 430                 unsigned long size, unsigned int max_segment,
 431                 struct scatterlist *prv, unsigned int left_pages,
 432                 gfp_t gfp_mask)
 433 {
 434         unsigned int chunks, cur_page, seg_len, i, prv_len = 0;
 435         unsigned int added_nents = 0;
 436         struct scatterlist *s = prv;
 437
 438         /*
 439          * The algorithm below requires max_segment to be aligned to PAGE_SIZE
 440          * otherwise it can overshoot.
 441          */
 442         max_segment = ALIGN_DOWN(max_segment, PAGE_SIZE);
 443         if (WARN_ON(max_segment < PAGE_SIZE))
 444                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 445
 446         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_NO_SG_CHAIN) && prv)
 447                 return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 448
 449         if (prv) {
 450                 unsigned long paddr = (page_to_pfn(sg_page(prv)) * PAGE_SIZE +
 451                                        prv->offset + prv->length) /
 452                                       PAGE_SIZE;
 453
 454                 if (WARN_ON(offset))
 455                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 456
 457                 /* Merge contiguous pages into the last SG */
 458                 prv_len = prv->length;
 459                 while (n_pages && page_to_pfn(pages[0]) == paddr) {
 460                         if (prv->length + PAGE_SIZE > max_segment)
 461                                 break;
 462                         prv->length += PAGE_SIZE;
 463                         paddr++;
 464                         pages++;
 465                         n_pages--;
 466                 }
 467                 if (!n_pages)
 468                         goto out;
 469         }
 470
 471         /* compute number of contiguous chunks */
 472         chunks = 1;
 473         seg_len = 0;
 474         for (i = 1; i < n_pages; i++) {
 475                 seg_len += PAGE_SIZE;
 476                 if (seg_len >= max_segment ||
 477                     page_to_pfn(pages[i]) != page_to_pfn(pages[i - 1]) + 1) {
 478                         chunks++;
 479                         seg_len = 0;
 480                 }
 481         }
 482
 483         /* merging chunks and putting them into the scatterlist */
 484         cur_page = 0;
 485         for (i = 0; i < chunks; i++) {
 486                 unsigned int j, chunk_size;
 487
 488                 /* look for the end of the current chunk */
 489                 seg_len = 0;
 490                 for (j = cur_page + 1; j < n_pages; j++) {
 491                         seg_len += PAGE_SIZE;
 492                         if (seg_len >= max_segment ||
 493                             page_to_pfn(pages[j]) !=
 494                             page_to_pfn(pages[j - 1]) + 1)
 495                                 break;
 496                 }
 497
 498                 /* Pass how many chunks might be left */
 499                 s = get_next_sg(sgt, s, chunks - i + left_pages, gfp_mask);
 500                 if (IS_ERR(s)) {
 501                         /*
 502                          * Adjust entry length to be as before function was
 503                          * called.
 504                          */
 505                         if (prv)
 506                                 prv->length = prv_len;
 507                         return s;
 508                 }
 509                 chunk_size = ((j - cur_page) << PAGE_SHIFT) - offset;
 510                 sg_set_page(s, pages[cur_page],
 511                             min_t(unsigned long, size, chunk_size), offset);
 512                 added_nents++;
 513                 size -= chunk_size;
 514                 offset = 0;
 515                 cur_page = j;
 516         }
 517         sgt->nents += added_nents;
 518 out:
 519         if (!left_pages)
 520                 sg_mark_end(s);
 521         return s;
 522 }
 523 EXPORT_SYMBOL(__sg_alloc_table_from_pages);
 524
 525 /**
 526  * sg_alloc_table_from_pages - Allocate and initialize an sg table from
 527  *                             an array of pages
 528  * @sgt:         The sg table header to use
 529  * @pages:       Pointer to an array of page pointers
 530  * @n_pages:     Number of pages in the pages array
 531  * @offset:      Offset from start of the first page to the start of a buffer
 532  * @size:        Number of valid bytes in the buffer (after offset)
 533  * @gfp_mask:    GFP allocation mask
 534  *
 535  *  Description:
 536  *    Allocate and initialize an sg table from a list of pages. Contiguous
 537  *    ranges of the pages are squashed into a single scatterlist node. A user
 538  *    may provide an offset at a start and a size of valid data in a buffer
 539  *    specified by the page array. The returned sg table is released by
 540  *    sg_free_table.
 541  *
 542  * Returns:
 543  *   0 on success, negative error on failure
 544  */
 545 int sg_alloc_table_from_pages(struct sg_table *sgt, struct page **pages,
 546                               unsigned int n_pages, unsigned int offset,
 547                               unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
 548 {
 549         return PTR_ERR_OR_ZERO(__sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, n_pages,
 550                         offset, size, UINT_MAX, NULL, 0, gfp_mask));
 551 }
 552 EXPORT_SYMBOL(sg_alloc_table_from_pages);
 553
 554 #ifdef CONFIG_SGL_ALLOC
 555
 556 /**
 557  * sgl_alloc_order - allocate a scatterlist and its pages
 558  * @length: Length in bytes of the scatterlist. Must be at least one
 559  * @order: Second argument for alloc_pages()
 560  * @chainable: Whether or not to allocate an extra element in the scatterlist
 561  *      for scatterlist chaining purposes
 562  * @gfp: Memory allocation flags
 563  * @nent_p: [out] Number of entries in the scatterlist that have pages
 564  *
 565  * Returns: A pointer to an initialized scatterlist or %NULL upon failure.
 566  */
 567 struct scatterlist *sgl_alloc_order(unsigned long long length,
 568                                     unsigned int order, bool chainable,
 569                                     gfp_t gfp, unsigned int *nent_p)
 570 {
 571         struct scatterlist *sgl, *sg;
 572         struct page *page;
 573         unsigned int nent, nalloc;
 574         u32 elem_len;
 575
 576         nent = round_up(length, PAGE_SIZE << order) >> (PAGE_SHIFT + order);
 577         /* Check for integer overflow */
 578         if (length > (nent << (PAGE_SHIFT + order)))
 579                 return NULL;
 580         nalloc = nent;
 581         if (chainable) {
 582                 /* Check for integer overflow */
 583                 if (nalloc + 1 < nalloc)
 584                         return NULL;
 585                 nalloc++;
 586         }
 587         sgl = kmalloc_array(nalloc, sizeof(struct scatterlist),
 588                             gfp & ~GFP_DMA);
 589         if (!sgl)
 590                 return NULL;
 591
 592         sg_init_table(sgl, nalloc);
 593         sg = sgl;
 594         while (length) {
 595                 elem_len = min_t(u64, length, PAGE_SIZE << order);
 596                 page = alloc_pages(gfp, order);
 597                 if (!page) {
 598                         sgl_free_order(sgl, order);
 599                         return NULL;
 600                 }
 601
 602                 sg_set_page(sg, page, elem_len, 0);
 603                 length -= elem_len;
 604                 sg = sg_next(sg);
 605         }
 606         WARN_ONCE(length, "length = %lld\n", length);
 607         if (nent_p)
 608                 *nent_p = nent;
 609         return sgl;
 610 }
 611 EXPORT_SYMBOL(sgl_alloc_order);
 612
 613 /**
 614  * sgl_alloc - allocate a scatterlist and its pages
 615  * @length: Length in bytes of the scatterlist
 616  * @gfp: Memory allocation flags
 617  * @nent_p: [out] Number of entries in the scatterlist
 618  *
 619  * Returns: A pointer to an initialized scatterlist or %NULL upon failure.
 620  */
 621 struct scatterlist *sgl_alloc(unsigned long long length, gfp_t gfp,
 622                               unsigned int *nent_p)
 623 {
 624         return sgl_alloc_order(length, 0, false, gfp, nent_p);
 625 }
 626 EXPORT_SYMBOL(sgl_alloc);
 627
 628 /**
 629  * sgl_free_n_order - free a scatterlist and its pages
 630  * @sgl: Scatterlist with one or more elements
 631  * @nents: Maximum number of elements to free
 632  * @order: Second argument for __free_pages()
 633  *
 634  * Notes:
 635  * - If several scatterlists have been chained and each chain element is
 636  *   freed separately then it's essential to set nents correctly to avoid that a
 637  *   page would get freed twice.
 638  * - All pages in a chained scatterlist can be freed at once by setting @nents
 639  *   to a high number.
 640  */
 641 void sgl_free_n_order(struct scatterlist *sgl, int nents, int order)
 642 {
 643         struct scatterlist *sg;
 644         struct page *page;
 645         int i;
 646
 647         for_each_sg(sgl, sg, nents, i) {
 648                 if (!sg)
 649                         break;
 650                 page = sg_page(sg);
 651                 if (page)
 652                         __free_pages(page, order);
 653         }
 654         kfree(sgl);
 655 }
 656 EXPORT_SYMBOL(sgl_free_n_order);
 657
 658 /**
 659  * sgl_free_order - free a scatterlist and its pages
 660  * @sgl: Scatterlist with one or more elements
 661  * @order: Second argument for __free_pages()
 662  */
 663 void sgl_free_order(struct scatterlist *sgl, int order)
 664 {
 665         sgl_free_n_order(sgl, INT_MAX, order);
 666 }
 667 EXPORT_SYMBOL(sgl_free_order);
 668
 669 /**
 670  * sgl_free - free a scatterlist and its pages
 671  * @sgl: Scatterlist with one or more elements
 672  */
 673 void sgl_free(struct scatterlist *sgl)
 674 {
 675         sgl_free_order(sgl, 0);
 676 }
 677 EXPORT_SYMBOL(sgl_free);
 678
 679 #endif /* CONFIG_SGL_ALLOC */
 680
 681 void __sg_page_iter_start(struct sg_page_iter *piter,
 682                           struct scatterlist *sglist, unsigned int nents,
 683                           unsigned long pgoffset)
 684 {
 685         piter->__pg_advance = 0;
 686         piter->__nents = nents;
 687
 688         piter->sg = sglist;
 689         piter->sg_pgoffset = pgoffset;
 690 }
 691 EXPORT_SYMBOL(__sg_page_iter_start);
 692
 693 static int sg_page_count(struct scatterlist *sg)
 694 {
 695         return PAGE_ALIGN(sg->offset + sg->length) >> PAGE_SHIFT;
 696 }
 697
 698 bool __sg_page_iter_next(struct sg_page_iter *piter)
 699 {
 700         if (!piter->__nents || !piter->sg)
 701                 return false;
 702
 703         piter->sg_pgoffset += piter->__pg_advance;
 704         piter->__pg_advance = 1;
 705
 706         while (piter->sg_pgoffset >= sg_page_count(piter->sg)) {
 707                 piter->sg_pgoffset -= sg_page_count(piter->sg);
 708                 piter->sg = sg_next(piter->sg);
 709                 if (!--piter->__nents || !piter->sg)
 710                         return false;
 711         }
 712
 713         return true;
 714 }
 715 EXPORT_SYMBOL(__sg_page_iter_next);
 716
 717 static int sg_dma_page_count(struct scatterlist *sg)
 718 {
 719         return PAGE_ALIGN(sg->offset + sg_dma_len(sg)) >> PAGE_SHIFT;
 720 }
 721
 722 bool __sg_page_iter_dma_next(struct sg_dma_page_iter *dma_iter)
 723 {
 724         struct sg_page_iter *piter = &dma_iter->base;
 725
 726         if (!piter->__nents || !piter->sg)
 727                 return false;
 728
 729         piter->sg_pgoffset += piter->__pg_advance;
 730         piter->__pg_advance = 1;
 731
 732         while (piter->sg_pgoffset >= sg_dma_page_count(piter->sg)) {
 733                 piter->sg_pgoffset -= sg_dma_page_count(piter->sg);
 734                 piter->sg = sg_next(piter->sg);
 735                 if (!--piter->__nents || !piter->sg)
 736                         return false;
 737         }
 738
 739         return true;
 740 }
 741 EXPORT_SYMBOL(__sg_page_iter_dma_next);
 742
 743 /**
 744  * sg_miter_start - start mapping iteration over a sg list
 745  * @miter: sg mapping iter to be started
 746  * @sgl: sg list to iterate over
 747  * @nents: number of sg entries
 748  *
 749  * Description:
 750  *   Starts mapping iterator @miter.
 751  *
 752  * Context:
 753  *   Don't care.
 754  */
 755 void sg_miter_start(struct sg_mapping_iter *miter, struct scatterlist *sgl,
 756                     unsigned int nents, unsigned int flags)
 757 {
 758         memset(miter, 0, sizeof(struct sg_mapping_iter));
 759
 760         __sg_page_iter_start(&miter->piter, sgl, nents, 0);
 761         WARN_ON(!(flags & (SG_MITER_TO_SG | SG_MITER_FROM_SG)));
 762         miter->__flags = flags;
 763 }
 764 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_start);
 765
 766 static bool sg_miter_get_next_page(struct sg_mapping_iter *miter)
 767 {
 768         if (!miter->__remaining) {
 769                 struct scatterlist *sg;
 770
 771                 if (!__sg_page_iter_next(&miter->piter))
 772                         return false;
 773
 774                 sg = miter->piter.sg;
 775
 776                 miter->__offset = miter->piter.sg_pgoffset ? 0 : sg->offset;
 777                 miter->piter.sg_pgoffset += miter->__offset >> PAGE_SHIFT;
 778                 miter->__offset &= PAGE_SIZE - 1;
 779                 miter->__remaining = sg->offset + sg->length -
 780                                      (miter->piter.sg_pgoffset << PAGE_SHIFT) -
 781                                      miter->__offset;
 782                 miter->__remaining = min_t(unsigned long, miter->__remaining,
 783                                            PAGE_SIZE - miter->__offset);
 784         }
 785
 786         return true;
 787 }
 788
 789 /**
 790  * sg_miter_skip - reposition mapping iterator
 791  * @miter: sg mapping iter to be skipped
 792  * @offset: number of bytes to plus the current location
 793  *
 794  * Description:
 795  *   Sets the offset of @miter to its current location plus @offset bytes.
 796  *   If mapping iterator @miter has been proceeded by sg_miter_next(), this
 797  *   stops @miter.
 798  *
 799  * Context:
 800  *   Don't care if @miter is stopped, or not proceeded yet.
 801  *   Otherwise, preemption disabled if the SG_MITER_ATOMIC is set.
 802  *
 803  * Returns:
 804  *   true if @miter contains the valid mapping.  false if end of sg
 805  *   list is reached.
 806  */
 807 bool sg_miter_skip(struct sg_mapping_iter *miter, off_t offset)
 808 {
 809         sg_miter_stop(miter);
 810
 811         while (offset) {
 812                 off_t consumed;
 813
 814                 if (!sg_miter_get_next_page(miter))
 815                         return false;
 816
 817                 consumed = min_t(off_t, offset, miter->__remaining);
 818                 miter->__offset += consumed;
 819                 miter->__remaining -= consumed;
 820                 offset -= consumed;
 821         }
 822
 823         return true;
 824 }
 825 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_skip);
 826
 827 /**
 828  * sg_miter_next - proceed mapping iterator to the next mapping
 829  * @miter: sg mapping iter to proceed
 830  *
 831  * Description:
 832  *   Proceeds @miter to the next mapping.  @miter should have been started
 833  *   using sg_miter_start().  On successful return, @miter->page,
 834  *   @miter->addr and @miter->length point to the current mapping.
 835  *
 836  * Context:
 837  *   Preemption disabled if SG_MITER_ATOMIC.  Preemption must stay disabled
 838  *   till @miter is stopped.  May sleep if !SG_MITER_ATOMIC.
 839  *
 840  * Returns:
 841  *   true if @miter contains the next mapping.  false if end of sg
 842  *   list is reached.
 843  */
 844 bool sg_miter_next(struct sg_mapping_iter *miter)
 845 {
 846         sg_miter_stop(miter);
 847
 848         /*
 849          * Get to the next page if necessary.
 850          * __remaining, __offset is adjusted by sg_miter_stop
 851          */
 852         if (!sg_miter_get_next_page(miter))
 853                 return false;
 854
 855         miter->page = sg_page_iter_page(&miter->piter);
 856         miter->consumed = miter->length = miter->__remaining;
 857
 858         if (miter->__flags & SG_MITER_ATOMIC)
 859                 miter->addr = kmap_atomic(miter->page) + miter->__offset;
 860         else
 861                 miter->addr = kmap(miter->page) + miter->__offset;
 862
 863         return true;
 864 }
 865 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_next);
 866
 867 /**
 868  * sg_miter_stop - stop mapping iteration
 869  * @miter: sg mapping iter to be stopped
 870  *
 871  * Description:
 872  *   Stops mapping iterator @miter.  @miter should have been started
 873  *   using sg_miter_start().  A stopped iteration can be resumed by
 874  *   calling sg_miter_next() on it.  This is useful when resources (kmap)
 875  *   need to be released during iteration.
 876  *
 877  * Context:
 878  *   Preemption disabled if the SG_MITER_ATOMIC is set.  Don't care
 879  *   otherwise.
 880  */
 881 void sg_miter_stop(struct sg_mapping_iter *miter)
 882 {
 883         WARN_ON(miter->consumed > miter->length);
 884
 885         /* drop resources from the last iteration */
 886         if (miter->addr) {
 887                 miter->__offset += miter->consumed;
 888                 miter->__remaining -= miter->consumed;
 889
 890                 if ((miter->__flags & SG_MITER_TO_SG) &&
 891                     !PageSlab(miter->page))
 892                         flush_kernel_dcache_page(miter->page);
 893
 894                 if (miter->__flags & SG_MITER_ATOMIC) {
 895                         WARN_ON_ONCE(preemptible());
 896                         kunmap_atomic(miter->addr);
 897                 } else
 898                         kunmap(miter->page);
 899
 900                 miter->page = NULL;
 901                 miter->addr = NULL;
 902                 miter->length = 0;
 903                 miter->consumed = 0;
 904         }
 905 }
 906 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_stop);
 907
 908 /**
 909  * sg_copy_buffer - Copy data between a linear buffer and an SG list
 910  * @sgl:                 The SG list
 911  * @nents:               Number of SG entries
 912  * @buf:                 Where to copy from
 913  * @buflen:              The number of bytes to copy
 914  * @skip:                Number of bytes to skip before copying
 915  * @to_buffer:           transfer direction (true == from an sg list to a
 916  *                       buffer, false == from a buffer to an sg list)
 917  *
 918  * Returns the number of copied bytes.
 919  *
 920  **/
 921 size_t sg_copy_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents, void *buf,
 922                       size_t buflen, off_t skip, bool to_buffer)
 923 {
 924         unsigned int offset = 0;
 925         struct sg_mapping_iter miter;
 926         unsigned int sg_flags = SG_MITER_ATOMIC;
 927
 928         if (to_buffer)
 929                 sg_flags |= SG_MITER_FROM_SG;
 930         else
 931                 sg_flags |= SG_MITER_TO_SG;
 932
 933         sg_miter_start(&miter, sgl, nents, sg_flags);
 934
 935         if (!sg_miter_skip(&miter, skip))
 936                 return false;
 937
 938         while ((offset < buflen) && sg_miter_next(&miter)) {
 939                 unsigned int len;
 940
 941                 len = min(miter.length, buflen - offset);
 942
 943                 if (to_buffer)
 944                         memcpy(buf + offset, miter.addr, len);
 945                 else
 946                         memcpy(miter.addr, buf + offset, len);
 947
 948                 offset += len;
 949         }
 950
 951         sg_miter_stop(&miter);
 952
 953         return offset;
 954 }
 955 EXPORT_SYMBOL(sg_copy_buffer);
 956
 957 /**
 958  * sg_copy_from_buffer - Copy from a linear buffer to an SG list
 959  * @sgl:                 The SG list
 960  * @nents:               Number of SG entries
 961  * @buf:                 Where to copy from
 962  * @buflen:              The number of bytes to copy
 963  *
 964  * Returns the number of copied bytes.
 965  *
 966  **/
 967 size_t sg_copy_from_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
 968                            const void *buf, size_t buflen)
 969 {
 970         return sg_copy_buffer(sgl, nents, (void *)buf, buflen, 0, false);
 971 }
 972 EXPORT_SYMBOL(sg_copy_from_buffer);
 973
 974 /**
 975  * sg_copy_to_buffer - Copy from an SG list to a linear buffer
 976  * @sgl:                 The SG list
 977  * @nents:               Number of SG entries
 978  * @buf:                 Where to copy to
 979  * @buflen:              The number of bytes to copy
 980  *
 981  * Returns the number of copied bytes.
 982  *
 983  **/
 984 size_t sg_copy_to_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
 985                          void *buf, size_t buflen)
 986 {
 987         return sg_copy_buffer(sgl, nents, buf, buflen, 0, true);
 988 }
 989 EXPORT_SYMBOL(sg_copy_to_buffer);
 990
 991 /**
 992  * sg_pcopy_from_buffer - Copy from a linear buffer to an SG list
 993  * @sgl:                 The SG list
 994  * @nents:               Number of SG entries
 995  * @buf:                 Where to copy from
 996  * @buflen:              The number of bytes to copy
 997  * @skip:                Number of bytes to skip before copying
 998  *
 999  * Returns the number of copied bytes.
1000  *
1001  **/
1002 size_t sg_pcopy_from_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
1003                             const void *buf, size_t buflen, off_t skip)
1004 {
1005         return sg_copy_buffer(sgl, nents, (void *)buf, buflen, skip, false);
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL(sg_pcopy_from_buffer);
1008
1009 /**
1010  * sg_pcopy_to_buffer - Copy from an SG list to a linear buffer
1011  * @sgl:                 The SG list
1012  * @nents:               Number of SG entries
1013  * @buf:                 Where to copy to
1014  * @buflen:              The number of bytes to copy
1015  * @skip:                Number of bytes to skip before copying
1016  *
1017  * Returns the number of copied bytes.
1018  *
1019  **/
1020 size_t sg_pcopy_to_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
1021                           void *buf, size_t buflen, off_t skip)
1022 {
1023         return sg_copy_buffer(sgl, nents, buf, buflen, skip, true);
1024 }
1025 EXPORT_SYMBOL(sg_pcopy_to_buffer);
1026
1027 /**
1028  * sg_zero_buffer - Zero-out a part of a SG list
1029  * @sgl:                 The SG list
1030  * @nents:               Number of SG entries
1031  * @buflen:              The number of bytes to zero out
1032  * @skip:                Number of bytes to skip before zeroing
1033  *
1034  * Returns the number of bytes zeroed.
1035  **/
1036 size_t sg_zero_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
1037                        size_t buflen, off_t skip)
1038 {
1039         unsigned int offset = 0;
1040         struct sg_mapping_iter miter;
1041         unsigned int sg_flags = SG_MITER_ATOMIC | SG_MITER_TO_SG;
1042
1043         sg_miter_start(&miter, sgl, nents, sg_flags);
1044
1045         if (!sg_miter_skip(&miter, skip))
1046                 return false;
1047
1048         while (offset < buflen && sg_miter_next(&miter)) {
1049                 unsigned int len;
1050
1051                 len = min(miter.length, buflen - offset);
1052                 memset(miter.addr, 0, len);
1053
1054                 offset += len;
1055         }
1056
1057         sg_miter_stop(&miter);
1058         return offset;
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL(sg_zero_buffer);