xref: /openbmc/linux/lib/scatterlist.c (revision 7cedb1f1)
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
1337cedb1f1SJames Bottomley  * @max_ents:	The maximum number of entries per single scatterlist
1340db9299fSJens Axboe  * @free_fn:	Free function
1350db9299fSJens Axboe  *
1360db9299fSJens Axboe  *  Description:
1377cedb1f1SJames Bottomley  *    Free an sg table previously allocated and setup with
1387cedb1f1SJames Bottomley  *    __sg_alloc_table().  The @max_ents value must be identical to
1397cedb1f1SJames Bottomley  *    that previously used with __sg_alloc_table().
1400db9299fSJens Axboe  *
1410db9299fSJens Axboe  **/
1427cedb1f1SJames Bottomley void __sg_free_table(struct sg_table *table, unsigned int max_ents,
1437cedb1f1SJames Bottomley 		     sg_free_fn *free_fn)
1440db9299fSJens Axboe {
1450db9299fSJens Axboe 	struct scatterlist *sgl, *next;
1460db9299fSJens Axboe 
1470db9299fSJens Axboe 	if (unlikely(!table->sgl))
1480db9299fSJens Axboe 		return;
1490db9299fSJens Axboe 
1500db9299fSJens Axboe 	sgl = table->sgl;
1510db9299fSJens Axboe 	while (table->orig_nents) {
1520db9299fSJens Axboe 		unsigned int alloc_size = table->orig_nents;
1530db9299fSJens Axboe 		unsigned int sg_size;
1540db9299fSJens Axboe 
1550db9299fSJens Axboe 		/*
1567cedb1f1SJames Bottomley 		 * If we have more than max_ents segments left,
1570db9299fSJens Axboe 		 * then assign 'next' to the sg table after the current one.
1580db9299fSJens Axboe 		 * sg_size is then one less than alloc size, since the last
1590db9299fSJens Axboe 		 * element is the chain pointer.
1600db9299fSJens Axboe 		 */
1617cedb1f1SJames Bottomley 		if (alloc_size > max_ents) {
1627cedb1f1SJames Bottomley 			next = sg_chain_ptr(&sgl[max_ents - 1]);
1637cedb1f1SJames Bottomley 			alloc_size = max_ents;
1640db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size - 1;
1650db9299fSJens Axboe 		} else {
1660db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size;
1670db9299fSJens Axboe 			next = NULL;
1680db9299fSJens Axboe 		}
1690db9299fSJens Axboe 
1700db9299fSJens Axboe 		table->orig_nents -= sg_size;
1710db9299fSJens Axboe 		free_fn(sgl, alloc_size);
1720db9299fSJens Axboe 		sgl = next;
1730db9299fSJens Axboe 	}
1740db9299fSJens Axboe 
1750db9299fSJens Axboe 	table->sgl = NULL;
1760db9299fSJens Axboe }
1770db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(__sg_free_table);
1780db9299fSJens Axboe 
1790db9299fSJens Axboe /**
1800db9299fSJens Axboe  * sg_free_table - Free a previously allocated sg table
1810db9299fSJens Axboe  * @table:	The mapped sg table header
1820db9299fSJens Axboe  *
1830db9299fSJens Axboe  **/
1840db9299fSJens Axboe void sg_free_table(struct sg_table *table)
1850db9299fSJens Axboe {
1867cedb1f1SJames Bottomley 	__sg_free_table(table, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, sg_kfree);
1870db9299fSJens Axboe }
1880db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_free_table);
1890db9299fSJens Axboe 
1900db9299fSJens Axboe /**
1910db9299fSJens Axboe  * __sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table with given allocator
1920db9299fSJens Axboe  * @table:	The sg table header to use
1930db9299fSJens Axboe  * @nents:	Number of entries in sg list
1947cedb1f1SJames Bottomley  * @max_ents:	The maximum number of entries the allocator returns per call
1950db9299fSJens Axboe  * @gfp_mask:	GFP allocation mask
1960db9299fSJens Axboe  * @alloc_fn:	Allocator to use
1970db9299fSJens Axboe  *
1987cedb1f1SJames Bottomley  * Description:
1997cedb1f1SJames Bottomley  *   This function returns a @table @nents long. The allocator is
2007cedb1f1SJames Bottomley  *   defined to return scatterlist chunks of maximum size @max_ents.
2017cedb1f1SJames Bottomley  *   Thus if @nents is bigger than @max_ents, the scatterlists will be
2027cedb1f1SJames Bottomley  *   chained in units of @max_ents.
2037cedb1f1SJames Bottomley  *
2040db9299fSJens Axboe  * Notes:
2050db9299fSJens Axboe  *   If this function returns non-0 (eg failure), the caller must call
2060db9299fSJens Axboe  *   __sg_free_table() to cleanup any leftover allocations.
2070db9299fSJens Axboe  *
2080db9299fSJens Axboe  **/
2097cedb1f1SJames Bottomley int __sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents,
2107cedb1f1SJames Bottomley 		     unsigned int max_ents, gfp_t gfp_mask,
2110db9299fSJens Axboe 		     sg_alloc_fn *alloc_fn)
2120db9299fSJens Axboe {
2130db9299fSJens Axboe 	struct scatterlist *sg, *prv;
2140db9299fSJens Axboe 	unsigned int left;
2150db9299fSJens Axboe 
2160db9299fSJens Axboe #ifndef ARCH_HAS_SG_CHAIN
2177cedb1f1SJames Bottomley 	BUG_ON(nents > max_ents);
2180db9299fSJens Axboe #endif
2190db9299fSJens Axboe 
2200db9299fSJens Axboe 	memset(table, 0, sizeof(*table));
2210db9299fSJens Axboe 
2220db9299fSJens Axboe 	left = nents;
2230db9299fSJens Axboe 	prv = NULL;
2240db9299fSJens Axboe 	do {
2250db9299fSJens Axboe 		unsigned int sg_size, alloc_size = left;
2260db9299fSJens Axboe 
2277cedb1f1SJames Bottomley 		if (alloc_size > max_ents) {
2287cedb1f1SJames Bottomley 			alloc_size = max_ents;
2290db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size - 1;
2300db9299fSJens Axboe 		} else
2310db9299fSJens Axboe 			sg_size = alloc_size;
2320db9299fSJens Axboe 
2330db9299fSJens Axboe 		left -= sg_size;
2340db9299fSJens Axboe 
2350db9299fSJens Axboe 		sg = alloc_fn(alloc_size, gfp_mask);
2360db9299fSJens Axboe 		if (unlikely(!sg))
2370db9299fSJens Axboe 			return -ENOMEM;
2380db9299fSJens Axboe 
2390db9299fSJens Axboe 		sg_init_table(sg, alloc_size);
2400db9299fSJens Axboe 		table->nents = table->orig_nents += sg_size;
2410db9299fSJens Axboe 
2420db9299fSJens Axboe 		/*
2430db9299fSJens Axboe 		 * If this is the first mapping, assign the sg table header.
2440db9299fSJens Axboe 		 * If this is not the first mapping, chain previous part.
2450db9299fSJens Axboe 		 */
2460db9299fSJens Axboe 		if (prv)
2477cedb1f1SJames Bottomley 			sg_chain(prv, max_ents, sg);
2480db9299fSJens Axboe 		else
2490db9299fSJens Axboe 			table->sgl = sg;
2500db9299fSJens Axboe 
2510db9299fSJens Axboe 		/*
2520db9299fSJens Axboe 		 * If no more entries after this one, mark the end
2530db9299fSJens Axboe 		 */
2540db9299fSJens Axboe 		if (!left)
2550db9299fSJens Axboe 			sg_mark_end(&sg[sg_size - 1]);
2560db9299fSJens Axboe 
2570db9299fSJens Axboe 		/*
2580db9299fSJens Axboe 		 * only really needed for mempool backed sg allocations (like
2590db9299fSJens Axboe 		 * SCSI), a possible improvement here would be to pass the
2600db9299fSJens Axboe 		 * table pointer into the allocator and let that clear these
2610db9299fSJens Axboe 		 * flags
2620db9299fSJens Axboe 		 */
2630db9299fSJens Axboe 		gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
2640db9299fSJens Axboe 		gfp_mask |= __GFP_HIGH;
2650db9299fSJens Axboe 		prv = sg;
2660db9299fSJens Axboe 	} while (left);
2670db9299fSJens Axboe 
2680db9299fSJens Axboe 	return 0;
2690db9299fSJens Axboe }
2700db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(__sg_alloc_table);
2710db9299fSJens Axboe 
2720db9299fSJens Axboe /**
2730db9299fSJens Axboe  * sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table
2740db9299fSJens Axboe  * @table:	The sg table header to use
2750db9299fSJens Axboe  * @nents:	Number of entries in sg list
2760db9299fSJens Axboe  * @gfp_mask:	GFP allocation mask
2770db9299fSJens Axboe  *
2780db9299fSJens Axboe  *  Description:
2790db9299fSJens Axboe  *    Allocate and initialize an sg table. If @nents@ is larger than
2800db9299fSJens Axboe  *    SG_MAX_SINGLE_ALLOC a chained sg table will be setup.
2810db9299fSJens Axboe  *
2820db9299fSJens Axboe  **/
2830db9299fSJens Axboe int sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
2840db9299fSJens Axboe {
2850db9299fSJens Axboe 	int ret;
2860db9299fSJens Axboe 
2877cedb1f1SJames Bottomley 	ret = __sg_alloc_table(table, nents, SG_MAX_SINGLE_ALLOC,
2887cedb1f1SJames Bottomley 			       gfp_mask, sg_kmalloc);
2890db9299fSJens Axboe 	if (unlikely(ret))
2907cedb1f1SJames Bottomley 		__sg_free_table(table, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, sg_kfree);
2910db9299fSJens Axboe 
2920db9299fSJens Axboe 	return ret;
2930db9299fSJens Axboe }
2940db9299fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(sg_alloc_table);
295