Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jmorris...
[pandora-kernel.git] / lib / scatterlist.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2007 Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>
3  *
4  * Scatterlist handling helpers.
5  *
6  * This source code is licensed under the GNU General Public License,
7  * Version 2. See the file COPYING for more details.
8  */
9 #include <linux/export.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/scatterlist.h>
12 #include <linux/highmem.h>
13 #include <linux/kmemleak.h>
14
15 /**
16  * sg_next - return the next scatterlist entry in a list
17  * @sg:         The current sg entry
18  *
19  * Description:
20  *   Usually the next entry will be @sg@ + 1, but if this sg element is part
21  *   of a chained scatterlist, it could jump to the start of a new
22  *   scatterlist array.
23  *
24  **/
25 struct scatterlist *sg_next(struct scatterlist *sg)
26 {
27 #ifdef CONFIG_DEBUG_SG
28         BUG_ON(sg->sg_magic != SG_MAGIC);
29 #endif
30         if (sg_is_last(sg))
31                 return NULL;
32
33         sg++;
34         if (unlikely(sg_is_chain(sg)))
35                 sg = sg_chain_ptr(sg);
36
37         return sg;
38 }
39 EXPORT_SYMBOL(sg_next);
40
41 /**
42  * sg_last - return the last scatterlist entry in a list
43  * @sgl:        First entry in the scatterlist
44  * @nents:      Number of entries in the scatterlist
45  *
46  * Description:
47  *   Should only be used casually, it (currently) scans the entire list
48  *   to get the last entry.
49  *
50  *   Note that the @sgl@ pointer passed in need not be the first one,
51  *   the important bit is that @nents@ denotes the number of entries that
52  *   exist from @sgl@.
53  *
54  **/
55 struct scatterlist *sg_last(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents)
56 {
57 #ifndef ARCH_HAS_SG_CHAIN
58         struct scatterlist *ret = &sgl[nents - 1];
59 #else
60         struct scatterlist *sg, *ret = NULL;
61         unsigned int i;
62
63         for_each_sg(sgl, sg, nents, i)
64                 ret = sg;
65
66 #endif
67 #ifdef CONFIG_DEBUG_SG
68         BUG_ON(sgl[0].sg_magic != SG_MAGIC);
69         BUG_ON(!sg_is_last(ret));
70 #endif
71         return ret;
72 }
73 EXPORT_SYMBOL(sg_last);
74
75 /**
76  * sg_init_table - Initialize SG table
77  * @sgl:           The SG table
78  * @nents:         Number of entries in table
79  *
80  * Notes:
81  *   If this is part of a chained sg table, sg_mark_end() should be
82  *   used only on the last table part.
83  *
84  **/
85 void sg_init_table(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents)
86 {
87         memset(sgl, 0, sizeof(*sgl) * nents);
88 #ifdef CONFIG_DEBUG_SG
89         {
90                 unsigned int i;
91                 for (i = 0; i < nents; i++)
92                         sgl[i].sg_magic = SG_MAGIC;
93         }
94 #endif
95         sg_mark_end(&sgl[nents - 1]);
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(sg_init_table);
98
99 /**
100  * sg_init_one - Initialize a single entry sg list
101  * @sg:          SG entry
102  * @buf:         Virtual address for IO
103  * @buflen:      IO length
104  *
105  **/
106 void sg_init_one(struct scatterlist *sg, const void *buf, unsigned int buflen)
107 {
108         sg_init_table(sg, 1);
109         sg_set_buf(sg, buf, buflen);
110 }
111 EXPORT_SYMBOL(sg_init_one);
112
113 /*
114  * The default behaviour of sg_alloc_table() is to use these kmalloc/kfree
115  * helpers.
116  */
117 static struct scatterlist *sg_kmalloc(unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
118 {
119         if (nents == SG_MAX_SINGLE_ALLOC) {
120                 /*
121                  * Kmemleak doesn't track page allocations as they are not
122                  * commonly used (in a raw form) for kernel data structures.
123                  * As we chain together a list of pages and then a normal
124                  * kmalloc (tracked by kmemleak), in order to for that last
125                  * allocation not to become decoupled (and thus a
126                  * false-positive) we need to inform kmemleak of all the
127                  * intermediate allocations.
128                  */
129                 void *ptr = (void *) __get_free_page(gfp_mask);
130                 kmemleak_alloc(ptr, PAGE_SIZE, 1, gfp_mask);
131                 return ptr;
132         } else
133                 return kmalloc(nents * sizeof(struct scatterlist), gfp_mask);
134 }
135
136 static void sg_kfree(struct scatterlist *sg, unsigned int nents)
137 {
138         if (nents == SG_MAX_SINGLE_ALLOC) {
139                 kmemleak_free(sg);
140                 free_page((unsigned long) sg);
141         } else
142                 kfree(sg);
143 }
144
145 /**
146  * __sg_free_table - Free a previously mapped sg table
147  * @table:      The sg table header to use
148  * @max_ents:   The maximum number of entries per single scatterlist
149  * @free_fn:    Free function
150  *
151  *  Description:
152  *    Free an sg table previously allocated and setup with
153  *    __sg_alloc_table().  The @max_ents value must be identical to
154  *    that previously used with __sg_alloc_table().
155  *
156  **/
157 void __sg_free_table(struct sg_table *table, unsigned int max_ents,
158                      sg_free_fn *free_fn)
159 {
160         struct scatterlist *sgl, *next;
161
162         if (unlikely(!table->sgl))
163                 return;
164
165         sgl = table->sgl;
166         while (table->orig_nents) {
167                 unsigned int alloc_size = table->orig_nents;
168                 unsigned int sg_size;
169
170                 /*
171                  * If we have more than max_ents segments left,
172                  * then assign 'next' to the sg table after the current one.
173                  * sg_size is then one less than alloc size, since the last
174                  * element is the chain pointer.
175                  */
176                 if (alloc_size > max_ents) {
177                         next = sg_chain_ptr(&sgl[max_ents - 1]);
178                         alloc_size = max_ents;
179                         sg_size = alloc_size - 1;
180                 } else {
181                         sg_size = alloc_size;
182                         next = NULL;
183                 }
184
185                 table->orig_nents -= sg_size;
186                 free_fn(sgl, alloc_size);
187                 sgl = next;
188         }
189
190         table->sgl = NULL;
191 }
192 EXPORT_SYMBOL(__sg_free_table);
193
194 /**
195  * sg_free_table - Free a previously allocated sg table
196  * @table:      The mapped sg table header
197  *
198  **/
199 void sg_free_table(struct sg_table *table)
200 {
201         __sg_free_table(table, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, sg_kfree);
202 }
203 EXPORT_SYMBOL(sg_free_table);
204
205 /**
206  * __sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table with given allocator
207  * @table:      The sg table header to use
208  * @nents:      Number of entries in sg list
209  * @max_ents:   The maximum number of entries the allocator returns per call
210  * @gfp_mask:   GFP allocation mask
211  * @alloc_fn:   Allocator to use
212  *
213  * Description:
214  *   This function returns a @table @nents long. The allocator is
215  *   defined to return scatterlist chunks of maximum size @max_ents.
216  *   Thus if @nents is bigger than @max_ents, the scatterlists will be
217  *   chained in units of @max_ents.
218  *
219  * Notes:
220  *   If this function returns non-0 (eg failure), the caller must call
221  *   __sg_free_table() to cleanup any leftover allocations.
222  *
223  **/
224 int __sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents,
225                      unsigned int max_ents, gfp_t gfp_mask,
226                      sg_alloc_fn *alloc_fn)
227 {
228         struct scatterlist *sg, *prv;
229         unsigned int left;
230
231 #ifndef ARCH_HAS_SG_CHAIN
232         BUG_ON(nents > max_ents);
233 #endif
234
235         memset(table, 0, sizeof(*table));
236
237         left = nents;
238         prv = NULL;
239         do {
240                 unsigned int sg_size, alloc_size = left;
241
242                 if (alloc_size > max_ents) {
243                         alloc_size = max_ents;
244                         sg_size = alloc_size - 1;
245                 } else
246                         sg_size = alloc_size;
247
248                 left -= sg_size;
249
250                 sg = alloc_fn(alloc_size, gfp_mask);
251                 if (unlikely(!sg)) {
252                         /*
253                          * Adjust entry count to reflect that the last
254                          * entry of the previous table won't be used for
255                          * linkage.  Without this, sg_kfree() may get
256                          * confused.
257                          */
258                         if (prv)
259                                 table->nents = ++table->orig_nents;
260
261                         return -ENOMEM;
262                 }
263
264                 sg_init_table(sg, alloc_size);
265                 table->nents = table->orig_nents += sg_size;
266
267                 /*
268                  * If this is the first mapping, assign the sg table header.
269                  * If this is not the first mapping, chain previous part.
270                  */
271                 if (prv)
272                         sg_chain(prv, max_ents, sg);
273                 else
274                         table->sgl = sg;
275
276                 /*
277                  * If no more entries after this one, mark the end
278                  */
279                 if (!left)
280                         sg_mark_end(&sg[sg_size - 1]);
281
282                 prv = sg;
283         } while (left);
284
285         return 0;
286 }
287 EXPORT_SYMBOL(__sg_alloc_table);
288
289 /**
290  * sg_alloc_table - Allocate and initialize an sg table
291  * @table:      The sg table header to use
292  * @nents:      Number of entries in sg list
293  * @gfp_mask:   GFP allocation mask
294  *
295  *  Description:
296  *    Allocate and initialize an sg table. If @nents@ is larger than
297  *    SG_MAX_SINGLE_ALLOC a chained sg table will be setup.
298  *
299  **/
300 int sg_alloc_table(struct sg_table *table, unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
301 {
302         int ret;
303
304         ret = __sg_alloc_table(table, nents, SG_MAX_SINGLE_ALLOC,
305                                gfp_mask, sg_kmalloc);
306         if (unlikely(ret))
307                 __sg_free_table(table, SG_MAX_SINGLE_ALLOC, sg_kfree);
308
309         return ret;
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(sg_alloc_table);
312
313 /**
314  * sg_alloc_table_from_pages - Allocate and initialize an sg table from
315  *                             an array of pages
316  * @sgt:        The sg table header to use
317  * @pages:      Pointer to an array of page pointers
318  * @n_pages:    Number of pages in the pages array
319  * @offset:     Offset from start of the first page to the start of a buffer
320  * @size:       Number of valid bytes in the buffer (after offset)
321  * @gfp_mask:   GFP allocation mask
322  *
323  *  Description:
324  *    Allocate and initialize an sg table from a list of pages. Contiguous
325  *    ranges of the pages are squashed into a single scatterlist node. A user
326  *    may provide an offset at a start and a size of valid data in a buffer
327  *    specified by the page array. The returned sg table is released by
328  *    sg_free_table.
329  *
330  * Returns:
331  *   0 on success, negative error on failure
332  */
333 int sg_alloc_table_from_pages(struct sg_table *sgt,
334         struct page **pages, unsigned int n_pages,
335         unsigned long offset, unsigned long size,
336         gfp_t gfp_mask)
337 {
338         unsigned int chunks;
339         unsigned int i;
340         unsigned int cur_page;
341         int ret;
342         struct scatterlist *s;
343
344         /* compute number of contiguous chunks */
345         chunks = 1;
346         for (i = 1; i < n_pages; ++i)
347                 if (page_to_pfn(pages[i]) != page_to_pfn(pages[i - 1]) + 1)
348                         ++chunks;
349
350         ret = sg_alloc_table(sgt, chunks, gfp_mask);
351         if (unlikely(ret))
352                 return ret;
353
354         /* merging chunks and putting them into the scatterlist */
355         cur_page = 0;
356         for_each_sg(sgt->sgl, s, sgt->orig_nents, i) {
357                 unsigned long chunk_size;
358                 unsigned int j;
359
360                 /* look for the end of the current chunk */
361                 for (j = cur_page + 1; j < n_pages; ++j)
362                         if (page_to_pfn(pages[j]) !=
363                             page_to_pfn(pages[j - 1]) + 1)
364                                 break;
365
366                 chunk_size = ((j - cur_page) << PAGE_SHIFT) - offset;
367                 sg_set_page(s, pages[cur_page], min(size, chunk_size), offset);
368                 size -= chunk_size;
369                 offset = 0;
370                 cur_page = j;
371         }
372
373         return 0;
374 }
375 EXPORT_SYMBOL(sg_alloc_table_from_pages);
376
377 /**
378  * sg_miter_start - start mapping iteration over a sg list
379  * @miter: sg mapping iter to be started
380  * @sgl: sg list to iterate over
381  * @nents: number of sg entries
382  *
383  * Description:
384  *   Starts mapping iterator @miter.
385  *
386  * Context:
387  *   Don't care.
388  */
389 void sg_miter_start(struct sg_mapping_iter *miter, struct scatterlist *sgl,
390                     unsigned int nents, unsigned int flags)
391 {
392         memset(miter, 0, sizeof(struct sg_mapping_iter));
393
394         miter->__sg = sgl;
395         miter->__nents = nents;
396         miter->__offset = 0;
397         WARN_ON(!(flags & (SG_MITER_TO_SG | SG_MITER_FROM_SG)));
398         miter->__flags = flags;
399 }
400 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_start);
401
402 /**
403  * sg_miter_next - proceed mapping iterator to the next mapping
404  * @miter: sg mapping iter to proceed
405  *
406  * Description:
407  *   Proceeds @miter to the next mapping.  @miter should have been started
408  *   using sg_miter_start().  On successful return, @miter->page,
409  *   @miter->addr and @miter->length point to the current mapping.
410  *
411  * Context:
412  *   Preemption disabled if SG_MITER_ATOMIC.  Preemption must stay disabled
413  *   till @miter is stopped.  May sleep if !SG_MITER_ATOMIC.
414  *
415  * Returns:
416  *   true if @miter contains the next mapping.  false if end of sg
417  *   list is reached.
418  */
419 bool sg_miter_next(struct sg_mapping_iter *miter)
420 {
421         unsigned int off, len;
422
423         /* check for end and drop resources from the last iteration */
424         if (!miter->__nents)
425                 return false;
426
427         sg_miter_stop(miter);
428
429         /* get to the next sg if necessary.  __offset is adjusted by stop */
430         while (miter->__offset == miter->__sg->length) {
431                 if (--miter->__nents) {
432                         miter->__sg = sg_next(miter->__sg);
433                         miter->__offset = 0;
434                 } else
435                         return false;
436         }
437
438         /* map the next page */
439         off = miter->__sg->offset + miter->__offset;
440         len = miter->__sg->length - miter->__offset;
441
442         miter->page = nth_page(sg_page(miter->__sg), off >> PAGE_SHIFT);
443         off &= ~PAGE_MASK;
444         miter->length = min_t(unsigned int, len, PAGE_SIZE - off);
445         miter->consumed = miter->length;
446
447         if (miter->__flags & SG_MITER_ATOMIC)
448                 miter->addr = kmap_atomic(miter->page) + off;
449         else
450                 miter->addr = kmap(miter->page) + off;
451
452         return true;
453 }
454 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_next);
455
456 /**
457  * sg_miter_stop - stop mapping iteration
458  * @miter: sg mapping iter to be stopped
459  *
460  * Description:
461  *   Stops mapping iterator @miter.  @miter should have been started
462  *   started using sg_miter_start().  A stopped iteration can be
463  *   resumed by calling sg_miter_next() on it.  This is useful when
464  *   resources (kmap) need to be released during iteration.
465  *
466  * Context:
467  *   Preemption disabled if the SG_MITER_ATOMIC is set.  Don't care
468  *   otherwise.
469  */
470 void sg_miter_stop(struct sg_mapping_iter *miter)
471 {
472         WARN_ON(miter->consumed > miter->length);
473
474         /* drop resources from the last iteration */
475         if (miter->addr) {
476                 miter->__offset += miter->consumed;
477
478                 if (miter->__flags & SG_MITER_TO_SG)
479                         flush_kernel_dcache_page(miter->page);
480
481                 if (miter->__flags & SG_MITER_ATOMIC) {
482                         WARN_ON_ONCE(preemptible());
483                         kunmap_atomic(miter->addr);
484                 } else
485                         kunmap(miter->page);
486
487                 miter->page = NULL;
488                 miter->addr = NULL;
489                 miter->length = 0;
490                 miter->consumed = 0;
491         }
492 }
493 EXPORT_SYMBOL(sg_miter_stop);
494
495 /**
496  * sg_copy_buffer - Copy data between a linear buffer and an SG list
497  * @sgl:                 The SG list
498  * @nents:               Number of SG entries
499  * @buf:                 Where to copy from
500  * @buflen:              The number of bytes to copy
501  * @to_buffer:           transfer direction (non zero == from an sg list to a
502  *                       buffer, 0 == from a buffer to an sg list
503  *
504  * Returns the number of copied bytes.
505  *
506  **/
507 static size_t sg_copy_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
508                              void *buf, size_t buflen, int to_buffer)
509 {
510         unsigned int offset = 0;
511         struct sg_mapping_iter miter;
512         unsigned long flags;
513         unsigned int sg_flags = SG_MITER_ATOMIC;
514
515         if (to_buffer)
516                 sg_flags |= SG_MITER_FROM_SG;
517         else
518                 sg_flags |= SG_MITER_TO_SG;
519
520         sg_miter_start(&miter, sgl, nents, sg_flags);
521
522         local_irq_save(flags);
523
524         while (sg_miter_next(&miter) && offset < buflen) {
525                 unsigned int len;
526
527                 len = min(miter.length, buflen - offset);
528
529                 if (to_buffer)
530                         memcpy(buf + offset, miter.addr, len);
531                 else
532                         memcpy(miter.addr, buf + offset, len);
533
534                 offset += len;
535         }
536
537         sg_miter_stop(&miter);
538
539         local_irq_restore(flags);
540         return offset;
541 }
542
543 /**
544  * sg_copy_from_buffer - Copy from a linear buffer to an SG list
545  * @sgl:                 The SG list
546  * @nents:               Number of SG entries
547  * @buf:                 Where to copy from
548  * @buflen:              The number of bytes to copy
549  *
550  * Returns the number of copied bytes.
551  *
552  **/
553 size_t sg_copy_from_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
554                            void *buf, size_t buflen)
555 {
556         return sg_copy_buffer(sgl, nents, buf, buflen, 0);
557 }
558 EXPORT_SYMBOL(sg_copy_from_buffer);
559
560 /**
561  * sg_copy_to_buffer - Copy from an SG list to a linear buffer
562  * @sgl:                 The SG list
563  * @nents:               Number of SG entries
564  * @buf:                 Where to copy to
565  * @buflen:              The number of bytes to copy
566  *
567  * Returns the number of copied bytes.
568  *
569  **/
570 size_t sg_copy_to_buffer(struct scatterlist *sgl, unsigned int nents,
571                          void *buf, size_t buflen)
572 {
573         return sg_copy_buffer(sgl, nents, buf, buflen, 1);
574 }
575 EXPORT_SYMBOL(sg_copy_to_buffer);