xref: /openbmc/linux/lib/scatterlist.c (revision 0db9299f)
10db9299fSJens Axboe /*
20db9299fSJens Axboe  * Copyright (C) 2007 Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
30db9299fSJens Axboe  *
40db9299fSJens Axboe  * Scatterlist handling helpers.
50db9299fSJens Axboe  *
60db9299fSJens Axboe  * This source code is licensed under the GNU General Public License,
70db9299fSJens Axboe  * Version 2. See the file COPYING for more details.
80db9299fSJens Axboe  */
90db9299fSJens Axboe #include <linux/module.h>
100db9299fSJens Axboe #include <linux/scatterlist.h>
110db9299fSJens Axboe 
120db9299fSJens Axboe /**
130db9299fSJens Axboe  * sg_next - return the next scatterlist entry in a list
140db9299fSJens Axboe  * @sg:		The current sg entry
150db9299fSJens Axboe  *
160db9299fSJens Axboe  * Description:
170db9299fSJens Axboe  *   Usually the next entry will be @sg@ + 1, but if this sg element is part
180db9299fSJens Axboe  *   of a chained scatterlist, it could jump to the start of a new
190db9299fSJens Axboe  *   scatterlist array.
200db9299fSJens Axboe  *
210db9299fSJens Axboe  **/
220db9299fSJens Axboe struct scatterlist *sg_next(struct scatterlist *sg)
230db9299fSJens Axboe {
240db9299fSJens Axboe #ifdef CONFIG_DEBUG_SG
250db9299fSJens Axboe 	BUG_ON(sg->sg_magic != SG_MAGIC);
260db9299fSJens Axboe #endif
270db9299fSJens Axboe 	if (sg_is_last(sg))
280db9299fSJens Axboe 		return NULL;
290db9299fSJens Axboe 
300db9299fSJens Axboe 	sg++;
310db9299fSJens Axboe 	if (unlikely(sg_is_chain(sg)))
320db9299fSJens Axboe 		sg = sg_chain_ptr(sg);
330db9299fSJens Axboe 
340db9299fSJens Axboe 	return sg;
350db9299fSJens Axboe }
360db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_next);
370db9299fSJens Axboe 
380db9299fSJens Axboe /**
390db9299fSJens Axboe  * sg_last - return the last scatterlist entry in a list
400db9299fSJens Axboe  * @sgl:	First entry in the scatterlist
410db9299fSJens Axboe  * @nents:	Number of entries in the scatterlist
420db9299fSJens Axboe  *
430db9299fSJens Axboe  * Description:
440db9299fSJens Axboe  *   Should only be used casually, it (currently) scans the entire list
450db9299fSJens Axboe  *   to get the last entry.
460db9299fSJens Axboe  *
470db9299fSJens Axboe  *   Note that the @sgl@ pointer passed in need not be the first one,
480db9299fSJens Axboe  *   the important bit is that @nents@ denotes the number of entries that
490db9299fSJens Axboe  *   exist from @sgl@.
500db9299fSJens Axboe  *
510db9299fSJens Axboe  **/
520db9299fSJens Axboe struct scatterlist *sg_last(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents)
530db9299fSJens Axboe {
540db9299fSJens Axboe #ifndef ARCH_HAS_SG_CHAIN
550db9299fSJens Axboe 	struct scatterlist *ret = &sgl[nents - 1];
560db9299fSJens Axboe #else
570db9299fSJens Axboe 	struct scatterlist *sg, *ret = NULL;
580db9299fSJens Axboe 	unsigned int i;
590db9299fSJens Axboe 
600db9299fSJens Axboe 	for_each_sg(sgl, sg, nents, i)
610db9299fSJens Axboe 		ret = sg;
620db9299fSJens Axboe 
630db9299fSJens Axboe #endif
640db9299fSJens Axboe #ifdef CONFIG_DEBUG_SG
650db9299fSJens Axboe 	BUG_ON(sgl[0].sg_magic != SG_MAGIC);
660db9299fSJens Axboe 	BUG_ON(!sg_is_last(ret));
670db9299fSJens Axboe #endif
680db9299fSJens Axboe 	return ret;
690db9299fSJens Axboe }
700db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_last);
710db9299fSJens Axboe 
720db9299fSJens Axboe /**
730db9299fSJens Axboe  * sg_init_table - Initialize SG table
740db9299fSJens Axboe  * @sgl:	   The SG table
750db9299fSJens Axboe  * @nents:	   Number of entries in table
760db9299fSJens Axboe  *
770db9299fSJens Axboe  * Notes:
780db9299fSJens Axboe  *   If this is part of a chained sg table, sg_mark_end() should be
790db9299fSJens Axboe  *   used only on the last table part.
800db9299fSJens Axboe  *
810db9299fSJens Axboe  **/
820db9299fSJens Axboe void sg_init_table(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents)
830db9299fSJens Axboe {
840db9299fSJens Axboe 	memset(sgl, 0, sizeof(*sgl) * nents);
850db9299fSJens Axboe #ifdef CONFIG_DEBUG_SG
860db9299fSJens Axboe 	{
870db9299fSJens Axboe 		unsigned int i;
880db9299fSJens Axboe 		for (i = 0; i < nents; i++)
890db9299fSJens Axboe 			sgl[i].sg_magic = SG_MAGIC;
900db9299fSJens Axboe 	}
910db9299fSJens Axboe #endif
920db9299fSJens Axboe 	sg_mark_end(&sgl[nents - 1]);
930db9299fSJens Axboe }
940db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_init_table);
950db9299fSJens Axboe 
960db9299fSJens Axboe /**
970db9299fSJens Axboe  * sg_init_one - Initialize a single entry sg list
980db9299fSJens Axboe  * @sg:		 SG entry
990db9299fSJens Axboe  * @buf:	 Virtual address for IO
1000db9299fSJens Axboe  * @buflen:	 IO length
1010db9299fSJens Axboe  *
1020db9299fSJens Axboe  **/
1030db9299fSJens Axboe void sg_init_one(struct scatterlist *sg, const void *buf, unsigned int buflen)
1040db9299fSJens Axboe {
1050db9299fSJens Axboe 	sg_init_table(sg, 1);
1060db9299fSJens Axboe 	sg_set_buf(sg, buf, buflen);
1070db9299fSJens Axboe }
1080db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_init_one);
1090db9299fSJens Axboe 
1100db9299fSJens Axboe /*
1110db9299fSJens Axboe  * The default behaviour of sg_alloc_table() is to use these kmalloc/kfree
1120db9299fSJens Axboe  * helpers.
1130db9299fSJens Axboe  */
1140db9299fSJens Axboe static struct scatterlist *sg_kmalloc(unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
1150db9299fSJens Axboe {
1160db9299fSJens Axboe 	if (nents == SG_MAX_SINGLE_ALLOC)
1170db9299fSJens Axboe 		return (struct scatterlist *) __get_free_page(gfp_mask);
1180db9299fSJens Axboe 	else
1190db9299fSJens Axboe 		return kmalloc(nents * sizeof(struct scatterlist), gfp_mask);
1200db9299fSJens Axboe }
1210db9299fSJens Axboe 
1220db9299fSJens Axboe static void sg_kfree(struct scatterlist *sg, unsigned int nents)
1230db9299fSJens Axboe {
1240db9299fSJens Axboe 	if (nents == SG_MAX_SINGLE_ALLOC)
1250db9299fSJens Axboe 		free_page((unsigned long) sg);
1260db9299fSJens Axboe 	else
1270db9299fSJens Axboe 		kfree(sg);
1280db9299fSJens Axboe }
1290db9299fSJens Axboe 
1300db9299fSJens Axboe /**
1310db9299fSJens Axboe  * __sg_free_table - Free a previously mapped sg table
1320db9299fSJens Axboe  * @table:	The sg table header to use
1330db9299fSJens Axboe  * @free_fn:	Free function
1340db9299fSJens Axboe  *
1350db9299fSJens Axboe  *  Description:
1360db9299fSJens Axboe  *    Free an sg table previously allocated and setup with __sg_alloc_table().
1370db9299fSJens Axboe  *
1380db9299fSJens Axboe  **/
1390db9299fSJens Axboe void __sg_free_table(struct sg_table *table, sg_free_fn *free_fn)
1400db9299fSJens Axboe {
1410db9299fSJens Axboe 	struct scatterlist *sgl, *next;
1420db9299fSJens Axboe 
1430db9299fSJens Axboe 	if (unlikely(!table->sgl))
1440db9299fSJens Axboe 		return;
1450db9299fSJens Axboe 
1460db9299fSJens Axboe 	sgl = table->sgl;
1470db9299fSJens Axboe 	while (table->orig_nents) {
1480db9299fSJens Axboe 		unsigned int alloc_size = table->orig_nents;
1490db9299fSJens Axboe 		unsigned int sg_size;
1500db9299fSJens Axboe 
1510db9299fSJens Axboe 		/*
1520db9299fSJens Axboe 		 * If we have more than SG_MAX_SINGLE_ALLOC segments left,
1530db9299fSJens Axboe 		 * then assign 'next' to the sg table after the current one.
1540db9299fSJens Axboe 		 * sg_size is then one less than alloc size, since the last
1550db9299fSJens Axboe 		 * element is the chain pointer.
1560db9299fSJens Axboe 		 */
1570db9299fSJens Axboe 		if (alloc_size > SG_MAX_SINGLE_ALLOC) {
1580db9299fSJens Axboe 			next = sg_chain_ptr(&sgl[SG_MAX_SINGLE_ALLOC - 1]);
1590db9299fSJens Axboe 			alloc_size = SG_MAX_SINGLE_ALLOC;
1600db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size - 1;
1610db9299fSJens Axboe 		} else {
1620db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size;
1630db9299fSJens Axboe 			next = NULL;
1640db9299fSJens Axboe 		}
1650db9299fSJens Axboe 
1660db9299fSJens Axboe 		table->orig_nents -= sg_size;
1670db9299fSJens Axboe 		free_fn(sgl, alloc_size);
1680db9299fSJens Axboe 		sgl = next;
1690db9299fSJens Axboe 	}
1700db9299fSJens Axboe 
1710db9299fSJens Axboe 	table->sgl = NULL;
1720db9299fSJens Axboe }
1730db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(__sg_free_table);
1740db9299fSJens Axboe 
1750db9299fSJens Axboe /**
1760db9299fSJens Axboe  * sg_free_table - Free a previously allocated sg table
1770db9299fSJens Axboe  * @table:	The mapped sg table header
1780db9299fSJens Axboe  *
1790db9299fSJens Axboe  **/
1800db9299fSJens Axboe void sg_free_table(struct sg_table *table)
1810db9299fSJens Axboe {
1820db9299fSJens Axboe 	__sg_free_table(table, sg_kfree);
1830db9299fSJens Axboe }
1840db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_free_table);
1850db9299fSJens Axboe 
1860db9299fSJens Axboe /**
1870db9299fSJens Axboe  * __sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table with given allocator
1880db9299fSJens Axboe  * @table:	The sg table header to use
1890db9299fSJens Axboe  * @nents:	Number of entries in sg list
1900db9299fSJens Axboe  * @gfp_mask:	GFP allocation mask
1910db9299fSJens Axboe  * @alloc_fn:	Allocator to use
1920db9299fSJens Axboe  *
1930db9299fSJens Axboe  * Notes:
1940db9299fSJens Axboe  *   If this function returns non-0 (eg failure), the caller must call
1950db9299fSJens Axboe  *   __sg_free_table() to cleanup any leftover allocations.
1960db9299fSJens Axboe  *
1970db9299fSJens Axboe  **/
1980db9299fSJens Axboe int __sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents, gfp_t gfp_mask,
1990db9299fSJens Axboe 		     sg_alloc_fn *alloc_fn)
2000db9299fSJens Axboe {
2010db9299fSJens Axboe 	struct scatterlist *sg, *prv;
2020db9299fSJens Axboe 	unsigned int left;
2030db9299fSJens Axboe 
2040db9299fSJens Axboe #ifndef ARCH_HAS_SG_CHAIN
2050db9299fSJens Axboe 	BUG_ON(nents > SG_MAX_SINGLE_ALLOC);
2060db9299fSJens Axboe #endif
2070db9299fSJens Axboe 
2080db9299fSJens Axboe 	memset(table, 0, sizeof(*table));
2090db9299fSJens Axboe 
2100db9299fSJens Axboe 	left = nents;
2110db9299fSJens Axboe 	prv = NULL;
2120db9299fSJens Axboe 	do {
2130db9299fSJens Axboe 		unsigned int sg_size, alloc_size = left;
2140db9299fSJens Axboe 
2150db9299fSJens Axboe 		if (alloc_size > SG_MAX_SINGLE_ALLOC) {
2160db9299fSJens Axboe 			alloc_size = SG_MAX_SINGLE_ALLOC;
2170db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size - 1;
2180db9299fSJens Axboe 		} else
2190db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size;
2200db9299fSJens Axboe 
2210db9299fSJens Axboe 		left -= sg_size;
2220db9299fSJens Axboe 
2230db9299fSJens Axboe 		sg = alloc_fn(alloc_size, gfp_mask);
2240db9299fSJens Axboe 		if (unlikely(!sg))
2250db9299fSJens Axboe 			return -ENOMEM;
2260db9299fSJens Axboe 
2270db9299fSJens Axboe 		sg_init_table(sg, alloc_size);
2280db9299fSJens Axboe 		table->nents = table->orig_nents += sg_size;
2290db9299fSJens Axboe 
2300db9299fSJens Axboe 		/*
2310db9299fSJens Axboe 		 * If this is the first mapping, assign the sg table header.
2320db9299fSJens Axboe 		 * If this is not the first mapping, chain previous part.
2330db9299fSJens Axboe 		 */
2340db9299fSJens Axboe 		if (prv)
2350db9299fSJens Axboe 			sg_chain(prv, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, sg);
2360db9299fSJens Axboe 		else
2370db9299fSJens Axboe 			table->sgl = sg;
2380db9299fSJens Axboe 
2390db9299fSJens Axboe 		/*
2400db9299fSJens Axboe 		 * If no more entries after this one, mark the end
2410db9299fSJens Axboe 		 */
2420db9299fSJens Axboe 		if (!left)
2430db9299fSJens Axboe 			sg_mark_end(&sg[sg_size - 1]);
2440db9299fSJens Axboe 
2450db9299fSJens Axboe 		/*
2460db9299fSJens Axboe 		 * only really needed for mempool backed sg allocations (like
2470db9299fSJens Axboe 		 * SCSI), a possible improvement here would be to pass the
2480db9299fSJens Axboe 		 * table pointer into the allocator and let that clear these
2490db9299fSJens Axboe 		 * flags
2500db9299fSJens Axboe 		 */
2510db9299fSJens Axboe 		gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
2520db9299fSJens Axboe 		gfp_mask |= __GFP_HIGH;
2530db9299fSJens Axboe 		prv = sg;
2540db9299fSJens Axboe 	} while (left);
2550db9299fSJens Axboe 
2560db9299fSJens Axboe 	return 0;
2570db9299fSJens Axboe }
2580db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(__sg_alloc_table);
2590db9299fSJens Axboe 
2600db9299fSJens Axboe /**
2610db9299fSJens Axboe  * sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table
2620db9299fSJens Axboe  * @table:	The sg table header to use
2630db9299fSJens Axboe  * @nents:	Number of entries in sg list
2640db9299fSJens Axboe  * @gfp_mask:	GFP allocation mask
2650db9299fSJens Axboe  *
2660db9299fSJens Axboe  *  Description:
2670db9299fSJens Axboe  *    Allocate and initialize an sg table. If @nents@ is larger than
2680db9299fSJens Axboe  *    SG_MAX_SINGLE_ALLOC a chained sg table will be setup.
2690db9299fSJens Axboe  *
2700db9299fSJens Axboe  **/
2710db9299fSJens Axboe int sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
2720db9299fSJens Axboe {
2730db9299fSJens Axboe 	int ret;
2740db9299fSJens Axboe 
2750db9299fSJens Axboe 	ret = __sg_alloc_table(table, nents, gfp_mask, sg_kmalloc);
2760db9299fSJens Axboe 	if (unlikely(ret))
2770db9299fSJens Axboe 		__sg_free_table(table, sg_kfree);
2780db9299fSJens Axboe 
2790db9299fSJens Axboe 	return ret;
2800db9299fSJens Axboe }
2810db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_alloc_table);
282