dma-mapping: introduce dma_get_seg_boundary_nr_pages()
authorNicolin Chen <nicoleotsuka@gmail.com>
Tue, 1 Sep 2020 22:16:45 +0000 (15:16 -0700)
committerChristoph Hellwig <hch@lst.de>
Thu, 3 Sep 2020 16:12:15 +0000 (18:12 +0200)
We found that callers of dma_get_seg_boundary mostly do an ALIGN
with page mask and then do a page shift to get number of pages:
    ALIGN(boundary + 1, 1 << shift) >> shift

However, the boundary might be as large as ULONG_MAX, which means
that a device has no specific boundary limit. So either "+ 1" or
passing it to ALIGN() would potentially overflow.

According to kernel defines:
    #define ALIGN_MASK(x, mask) (((x) + (mask)) & ~(mask))
    #define ALIGN(x, a) ALIGN_MASK(x, (typeof(x))(a) - 1)

We can simplify the logic here into a helper function doing:
  ALIGN(boundary + 1, 1 << shift) >> shift
= ALIGN_MASK(b + 1, (1 << s) - 1) >> s
= {[b + 1 + (1 << s) - 1] & ~[(1 << s) - 1]} >> s
= [b + 1 + (1 << s) - 1] >> s
= [b + (1 << s)] >> s
= (b >> s) + 1

This patch introduces and applies dma_get_seg_boundary_nr_pages()
as an overflow-free helper for the dma_get_seg_boundary() callers
to get numbers of pages. It also takes care of the NULL dev case
for non-DMA API callers.

Suggested-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Nicolin Chen <nicoleotsuka@gmail.com>
Acked-by: Niklas Schnelle <schnelle@linux.ibm.com>
Acked-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au> (powerpc)
Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
arch/alpha/kernel/pci_iommu.c
arch/ia64/hp/common/sba_iommu.c
arch/powerpc/kernel/iommu.c
arch/s390/pci/pci_dma.c
arch/sparc/kernel/iommu-common.c
arch/sparc/kernel/iommu.c
arch/sparc/kernel/pci_sun4v.c
arch/x86/kernel/amd_gart_64.c
drivers/parisc/ccio-dma.c
drivers/parisc/sba_iommu.c
include/linux/dma-mapping.h

index 8103790..6f7de4f 100644 (file)
@@ -141,12 +141,7 @@ iommu_arena_find_pages(struct device *dev, struct pci_iommu_arena *arena,
        unsigned long boundary_size;
 
        base = arena->dma_base >> PAGE_SHIFT;
-       if (dev) {
-               boundary_size = dma_get_seg_boundary(dev) + 1;
-               boundary_size >>= PAGE_SHIFT;
-       } else {
-               boundary_size = 1UL << (32 - PAGE_SHIFT);
-       }
+       boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, PAGE_SHIFT);
 
        /* Search forward for the first mask-aligned sequence of N free ptes */
        ptes = arena->ptes;
index 656a488..b49b73a 100644 (file)
@@ -485,8 +485,7 @@ sba_search_bitmap(struct ioc *ioc, struct device *dev,
        ASSERT(((unsigned long) ioc->res_hint & (sizeof(unsigned long) - 1UL)) == 0);
        ASSERT(res_ptr < res_end);
 
-       boundary_size = (unsigned long long)dma_get_seg_boundary(dev) + 1;
-       boundary_size = ALIGN(boundary_size, 1ULL << iovp_shift) >> iovp_shift;
+       boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, iovp_shift);
 
        BUG_ON(ioc->ibase & ~iovp_mask);
        shift = ioc->ibase >> iovp_shift;
index 9704f3f..5b69a6a 100644 (file)
@@ -172,7 +172,6 @@ static unsigned long iommu_range_alloc(struct device *dev,
        int largealloc = npages > 15;
        int pass = 0;
        unsigned long align_mask;
-       unsigned long boundary_size;
        unsigned long flags;
        unsigned int pool_nr;
        struct iommu_pool *pool;
@@ -236,15 +235,9 @@ again:
                }
        }
 
-       if (dev)
-               boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                                     1 << tbl->it_page_shift);
-       else
-               boundary_size = ALIGN(1UL << 32, 1 << tbl->it_page_shift);
-       /* 4GB boundary for iseries_hv_alloc and iseries_hv_map */
-
        n = iommu_area_alloc(tbl->it_map, limit, start, npages, tbl->it_offset,
-                            boundary_size >> tbl->it_page_shift, align_mask);
+                       dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, tbl->it_page_shift),
+                       align_mask);
        if (n == -1) {
                if (likely(pass == 0)) {
                        /* First try the pool from the start */
index 64b1399..4a37d8f 100644 (file)
@@ -261,13 +261,11 @@ static unsigned long __dma_alloc_iommu(struct device *dev,
                                       unsigned long start, int size)
 {
        struct zpci_dev *zdev = to_zpci(to_pci_dev(dev));
-       unsigned long boundary_size;
 
-       boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                             PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
        return iommu_area_alloc(zdev->iommu_bitmap, zdev->iommu_pages,
                                start, size, zdev->start_dma >> PAGE_SHIFT,
-                               boundary_size, 0);
+                               dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, PAGE_SHIFT),
+                               0);
 }
 
 static dma_addr_t dma_alloc_address(struct device *dev, int size)
index 59cb166..23ca75f 100644 (file)
@@ -166,13 +166,6 @@ unsigned long iommu_tbl_range_alloc(struct device *dev,
                }
        }
 
-       if (dev)
-               boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                                     1 << iommu->table_shift);
-       else
-               boundary_size = ALIGN(1ULL << 32, 1 << iommu->table_shift);
-
-       boundary_size = boundary_size >> iommu->table_shift;
        /*
         * if the skip_span_boundary_check had been set during init, we set
         * things up so that iommu_is_span_boundary() merely checks if the
@@ -181,6 +174,9 @@ unsigned long iommu_tbl_range_alloc(struct device *dev,
        if ((iommu->flags & IOMMU_NO_SPAN_BOUND) != 0) {
                shift = 0;
                boundary_size = iommu->poolsize * iommu->nr_pools;
+       } else {
+               boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev,
+                                       iommu->table_shift);
        }
        n = iommu_area_alloc(iommu->map, limit, start, npages, shift,
                             boundary_size, align_mask);
index 4ae7388..c3e4e2d 100644 (file)
@@ -472,8 +472,7 @@ static int dma_4u_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
        outs->dma_length = 0;
 
        max_seg_size = dma_get_max_seg_size(dev);
-       seg_boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                                 IO_PAGE_SIZE) >> IO_PAGE_SHIFT;
+       seg_boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, IO_PAGE_SHIFT);
        base_shift = iommu->tbl.table_map_base >> IO_PAGE_SHIFT;
        for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
                unsigned long paddr, npages, entry, out_entry = 0, slen;
index 14b93c5..6b92dd5 100644 (file)
@@ -508,8 +508,7 @@ static int dma_4v_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
        iommu_batch_start(dev, prot, ~0UL);
 
        max_seg_size = dma_get_max_seg_size(dev);
-       seg_boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                                 IO_PAGE_SIZE) >> IO_PAGE_SHIFT;
+       seg_boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, IO_PAGE_SHIFT);
 
        mask = *dev->dma_mask;
        if (!iommu_use_atu(iommu, mask))
index e89031e..bccc535 100644 (file)
@@ -96,8 +96,7 @@ static unsigned long alloc_iommu(struct device *dev, int size,
 
        base_index = ALIGN(iommu_bus_base & dma_get_seg_boundary(dev),
                           PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
-       boundary_size = ALIGN((u64)dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                             PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
+       boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, PAGE_SHIFT);
 
        spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
        offset = iommu_area_alloc(iommu_gart_bitmap, iommu_pages, next_bit,
index a5507f7..ba16b7f 100644 (file)
@@ -356,8 +356,7 @@ ccio_alloc_range(struct ioc *ioc, struct device *dev, size_t size)
        ** ggg sacrifices another 710 to the computer gods.
        */
 
-       boundary_size = ALIGN((unsigned long long)dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                             1ULL << IOVP_SHIFT) >> IOVP_SHIFT;
+       boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, IOVP_SHIFT);
 
        if (pages_needed <= 8) {
                /*
index d4314fb..959bda1 100644 (file)
@@ -342,8 +342,7 @@ sba_search_bitmap(struct ioc *ioc, struct device *dev,
        unsigned long shift;
        int ret;
 
-       boundary_size = ALIGN((unsigned long long)dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
-                             1ULL << IOVP_SHIFT) >> IOVP_SHIFT;
+       boundary_size = dma_get_seg_boundary_nr_pages(dev, IOVP_SHIFT);
 
 #if defined(ZX1_SUPPORT)
        BUG_ON(ioc->ibase & ~IOVP_MASK);
index 52635e9..faab0a8 100644 (file)
@@ -632,6 +632,25 @@ static inline unsigned long dma_get_seg_boundary(struct device *dev)
        return DMA_BIT_MASK(32);
 }
 
+/**
+ * dma_get_seg_boundary_nr_pages - return the segment boundary in "page" units
+ * @dev: device to guery the boundary for
+ * @page_shift: ilog() of the IOMMU page size
+ *
+ * Return the segment boundary in IOMMU page units (which may be different from
+ * the CPU page size) for the passed in device.
+ *
+ * If @dev is NULL a boundary of U32_MAX is assumed, this case is just for
+ * non-DMA API callers.
+ */
+static inline unsigned long dma_get_seg_boundary_nr_pages(struct device *dev,
+               unsigned int page_shift)
+{
+       if (!dev)
+               return (U32_MAX >> page_shift) + 1;
+       return (dma_get_seg_boundary(dev) >> page_shift) + 1;
+}
+
 static inline int dma_set_seg_boundary(struct device *dev, unsigned long mask)
 {
        if (dev->dma_parms) {