// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2025 Christoph Hellwig
 */
#include <linux/blk-mq-dma.h>
#include "blk.h"

struct phys_vec {
 phys_addr_t paddr;
 u32  len;
};

static bool blk_map_iter_next(struct request *req, struct req_iterator *iter,
         struct phys_vec *vec)
{
 unsigned int max_size;
 struct bio_vec bv;

 if (req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
  if (!iter->bio)
   return false;
  vec->paddr = bvec_phys(&req->special_vec);
  vec->len = req->special_vec.bv_len;
  iter->bio = NULL;
  return true;
 }

 if (!iter->iter.bi_size)
  return false;

 bv = mp_bvec_iter_bvec(iter->bio->bi_io_vec, iter->iter);
 vec->paddr = bvec_phys(&bv);
 max_size = get_max_segment_size(&req->q->limits, vec->paddr, UINT_MAX);
 bv.bv_len = min(bv.bv_len, max_size);
 bio_advance_iter_single(iter->bio, &iter->iter, bv.bv_len);

 /*
  * If we are entirely done with this bi_io_vec entry, check if the next
  * one could be merged into it.  This typically happens when moving to
  * the next bio, but some callers also don't pack bvecs tight.
 */
 while (!iter->iter.bi_size || !iter->iter.bi_bvec_done) {
  struct bio_vec next;

  if (!iter->iter.bi_size) {
   if (!iter->bio->bi_next)
    break;
   iter->bio = iter->bio->bi_next;
   iter->iter = iter->bio->bi_iter;
  }

  next = mp_bvec_iter_bvec(iter->bio->bi_io_vec, iter->iter);
  if (bv.bv_len + next.bv_len > max_size ||
      !biovec_phys_mergeable(req->q, &bv, &next))
   break;

  bv.bv_len += next.bv_len;
  bio_advance_iter_single(iter->bio, &iter->iter, next.bv_len);
 }

 vec->len = bv.bv_len;
 return true;
}

/*
 * The IOVA-based DMA API wants to be able to coalesce at the minimal IOMMU page
 * size granularity (which is guaranteed to be <= PAGE_SIZE and usually 4k), so
 * we need to ensure our segments are aligned to this as well.
 *
 * Note that there is no point in using the slightly more complicated IOVA based
 * path for single segment mappings.
 */
static inline bool blk_can_dma_map_iova(struct request *req,
  struct device *dma_dev)
{
 return !((queue_virt_boundary(req->q) + 1) &
  dma_get_merge_boundary(dma_dev));
}

static bool blk_dma_map_bus(struct blk_dma_iter *iter, struct phys_vec *vec)
{
 iter->addr = pci_p2pdma_bus_addr_map(&iter->p2pdma, vec->paddr);
 iter->len = vec->len;
 return true;
}

static bool blk_dma_map_direct(struct request *req, struct device *dma_dev,
  struct blk_dma_iter *iter, struct phys_vec *vec)
{
 iter->addr = dma_map_page(dma_dev, phys_to_page(vec->paddr),
   offset_in_page(vec->paddr), vec->len, rq_dma_dir(req));
 if (dma_mapping_error(dma_dev, iter->addr)) {
  iter->status = BLK_STS_RESOURCE;
  return false;
 }
 iter->len = vec->len;
 return true;
}

static bool blk_rq_dma_map_iova(struct request *req, struct device *dma_dev,
  struct dma_iova_state *state, struct blk_dma_iter *iter,
  struct phys_vec *vec)
{
 enum dma_data_direction dir = rq_dma_dir(req);
 unsigned int mapped = 0;
 int error;

 iter->addr = state->addr;
 iter->len = dma_iova_size(state);

 do {
  error = dma_iova_link(dma_dev, state, vec->paddr, mapped,
    vec->len, dir, 0);
  if (error)
   break;
  mapped += vec->len;
 } while (blk_map_iter_next(req, &iter->iter, vec));

 error = dma_iova_sync(dma_dev, state, 0, mapped);
 if (error) {
  iter->status = errno_to_blk_status(error);
  return false;
 }

 return true;
}

/**
 * blk_rq_dma_map_iter_start - map the first DMA segment for a request
 * @req: request to map
 * @dma_dev: device to map to
 * @state: DMA IOVA state
 * @iter: block layer DMA iterator
 *
 * Start DMA mapping @req to @dma_dev.  @state and @iter are provided by the
 * caller and don't need to be initialized.  @state needs to be stored for use
 * at unmap time, @iter is only needed at map time.
 *
 * Returns %false if there is no segment to map, including due to an error, or
 * %true ft it did map a segment.
 *
 * If a segment was mapped, the DMA address for it is returned in @iter.addr and
 * the length in @iter.len.  If no segment was mapped the status code is
 * returned in @iter.status.
 *
 * The caller can call blk_rq_dma_map_coalesce() to check if further segments
 * need to be mapped after this, or go straight to blk_rq_dma_map_iter_next()
 * to try to map the following segments.
 */
bool blk_rq_dma_map_iter_start(struct request *req, struct device *dma_dev,
  struct dma_iova_state *state, struct blk_dma_iter *iter)
{
 unsigned int total_len = blk_rq_payload_bytes(req);
 struct phys_vec vec;

 iter->iter.bio = req->bio;
 iter->iter.iter = req->bio->bi_iter;
 memset(&iter->p2pdma, 0, sizeof(iter->p2pdma));
 iter->status = BLK_STS_OK;

 /*
  * Grab the first segment ASAP because we'll need it to check for P2P
  * transfers.
 */
 if (!blk_map_iter_next(req, &iter->iter, &vec))
  return false;

 if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_P2PDMA) && (req->cmd_flags & REQ_P2PDMA)) {
  switch (pci_p2pdma_state(&iter->p2pdma, dma_dev,
      phys_to_page(vec.paddr))) {
  case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
   return blk_dma_map_bus(iter, &vec);
  case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
   /*
    * P2P transfers through the host bridge are treated the
    * same as non-P2P transfers below and during unmap.
 */
   req->cmd_flags &= ~REQ_P2PDMA;
   break;
  default:
   iter->status = BLK_STS_INVAL;
   return false;
  }
 }

 if (blk_can_dma_map_iova(req, dma_dev) &&
     dma_iova_try_alloc(dma_dev, state, vec.paddr, total_len))
  return blk_rq_dma_map_iova(req, dma_dev, state, iter, &vec);
 return blk_dma_map_direct(req, dma_dev, iter, &vec);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_dma_map_iter_start);

/**
 * blk_rq_dma_map_iter_next - map the next DMA segment for a request
 * @req: request to map
 * @dma_dev: device to map to
 * @state: DMA IOVA state
 * @iter: block layer DMA iterator
 *
 * Iterate to the next mapping after a previous call to
 * blk_rq_dma_map_iter_start().  See there for a detailed description of the
 * arguments.
 *
 * Returns %false if there is no segment to map, including due to an error, or
 * %true ft it did map a segment.
 *
 * If a segment was mapped, the DMA address for it is returned in @iter.addr and
 * the length in @iter.len.  If no segment was mapped the status code is
 * returned in @iter.status.
 */
bool blk_rq_dma_map_iter_next(struct request *req, struct device *dma_dev,
  struct dma_iova_state *state, struct blk_dma_iter *iter)
{
 struct phys_vec vec;

 if (!blk_map_iter_next(req, &iter->iter, &vec))
  return false;

 if (iter->p2pdma.map == PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR)
  return blk_dma_map_bus(iter, &vec);
 return blk_dma_map_direct(req, dma_dev, iter, &vec);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_dma_map_iter_next);

static inline struct scatterlist *
blk_next_sg(struct scatterlist **sg, struct scatterlist *sglist)
{
 if (!*sg)
  return sglist;

 /*
  * If the driver previously mapped a shorter list, we could see a
  * termination bit prematurely unless it fully inits the sg table
  * on each mapping. We KNOW that there must be more entries here
  * or the driver would be buggy, so force clear the termination bit
  * to avoid doing a full sg_init_table() in drivers for each command.
 */
 sg_unmark_end(*sg);
 return sg_next(*sg);
}

/*
 * Map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries.
 */
int __blk_rq_map_sg(struct request *rq, struct scatterlist *sglist,
      struct scatterlist **last_sg)
{
 struct req_iterator iter = {
  .bio = rq->bio,
 };
 struct phys_vec vec;
 int nsegs = 0;

 /* the internal flush request may not have bio attached */
 if (iter.bio)
  iter.iter = iter.bio->bi_iter;

 while (blk_map_iter_next(rq, &iter, &vec)) {
  *last_sg = blk_next_sg(last_sg, sglist);
  sg_set_page(*last_sg, phys_to_page(vec.paddr), vec.len,
    offset_in_page(vec.paddr));
  nsegs++;
 }

 if (*last_sg)
  sg_mark_end(*last_sg);

 /*
  * Something must have been wrong if the figured number of
  * segment is bigger than number of req's physical segments
 */
 WARN_ON(nsegs > blk_rq_nr_phys_segments(rq));

 return nsegs;
}
EXPORT_SYMBOL(__blk_rq_map_sg);