]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - lib/bitmap.c
lib: bitmap: yet another simplification in __bitmap_shift_right
[linux-beck.git] / lib / bitmap.c
1 /*
2  * lib/bitmap.c
3  * Helper functions for bitmap.h.
4  *
5  * This source code is licensed under the GNU General Public License,
6  * Version 2.  See the file COPYING for more details.
7  */
8 #include <linux/export.h>
9 #include <linux/thread_info.h>
10 #include <linux/ctype.h>
11 #include <linux/errno.h>
12 #include <linux/bitmap.h>
13 #include <linux/bitops.h>
14 #include <linux/bug.h>
15
16 #include <asm/page.h>
17 #include <asm/uaccess.h>
18
19 /*
20  * bitmaps provide an array of bits, implemented using an an
21  * array of unsigned longs.  The number of valid bits in a
22  * given bitmap does _not_ need to be an exact multiple of
23  * BITS_PER_LONG.
24  *
25  * The possible unused bits in the last, partially used word
26  * of a bitmap are 'don't care'.  The implementation makes
27  * no particular effort to keep them zero.  It ensures that
28  * their value will not affect the results of any operation.
29  * The bitmap operations that return Boolean (bitmap_empty,
30  * for example) or scalar (bitmap_weight, for example) results
31  * carefully filter out these unused bits from impacting their
32  * results.
33  *
34  * These operations actually hold to a slightly stronger rule:
35  * if you don't input any bitmaps to these ops that have some
36  * unused bits set, then they won't output any set unused bits
37  * in output bitmaps.
38  *
39  * The byte ordering of bitmaps is more natural on little
40  * endian architectures.  See the big-endian headers
41  * include/asm-ppc64/bitops.h and include/asm-s390/bitops.h
42  * for the best explanations of this ordering.
43  */
44
45 int __bitmap_empty(const unsigned long *bitmap, unsigned int bits)
46 {
47         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
48         for (k = 0; k < lim; ++k)
49                 if (bitmap[k])
50                         return 0;
51
52         if (bits % BITS_PER_LONG)
53                 if (bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
54                         return 0;
55
56         return 1;
57 }
58 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_empty);
59
60 int __bitmap_full(const unsigned long *bitmap, unsigned int bits)
61 {
62         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
63         for (k = 0; k < lim; ++k)
64                 if (~bitmap[k])
65                         return 0;
66
67         if (bits % BITS_PER_LONG)
68                 if (~bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
69                         return 0;
70
71         return 1;
72 }
73 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_full);
74
75 int __bitmap_equal(const unsigned long *bitmap1,
76                 const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
77 {
78         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
79         for (k = 0; k < lim; ++k)
80                 if (bitmap1[k] != bitmap2[k])
81                         return 0;
82
83         if (bits % BITS_PER_LONG)
84                 if ((bitmap1[k] ^ bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
85                         return 0;
86
87         return 1;
88 }
89 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_equal);
90
91 void __bitmap_complement(unsigned long *dst, const unsigned long *src, unsigned int bits)
92 {
93         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
94         for (k = 0; k < lim; ++k)
95                 dst[k] = ~src[k];
96
97         if (bits % BITS_PER_LONG)
98                 dst[k] = ~src[k];
99 }
100 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_complement);
101
102 /**
103  * __bitmap_shift_right - logical right shift of the bits in a bitmap
104  *   @dst : destination bitmap
105  *   @src : source bitmap
106  *   @shift : shift by this many bits
107  *   @nbits : bitmap size, in bits
108  *
109  * Shifting right (dividing) means moving bits in the MS -> LS bit
110  * direction.  Zeros are fed into the vacated MS positions and the
111  * LS bits shifted off the bottom are lost.
112  */
113 void __bitmap_shift_right(unsigned long *dst, const unsigned long *src,
114                         unsigned shift, unsigned nbits)
115 {
116         unsigned k, lim = BITS_TO_LONGS(nbits);
117         unsigned off = shift/BITS_PER_LONG, rem = shift % BITS_PER_LONG;
118         unsigned long mask = BITMAP_LAST_WORD_MASK(nbits);
119         for (k = 0; off + k < lim; ++k) {
120                 unsigned long upper, lower;
121
122                 /*
123                  * If shift is not word aligned, take lower rem bits of
124                  * word above and make them the top rem bits of result.
125                  */
126                 if (!rem || off + k + 1 >= lim)
127                         upper = 0;
128                 else {
129                         upper = src[off + k + 1];
130                         if (off + k + 1 == lim - 1)
131                                 upper &= mask;
132                         upper <<= (BITS_PER_LONG - rem);
133                 }
134                 lower = src[off + k];
135                 if (off + k == lim - 1)
136                         lower &= mask;
137                 lower >>= rem;
138                 dst[k] = lower | upper;
139         }
140         if (off)
141                 memset(&dst[lim - off], 0, off*sizeof(unsigned long));
142 }
143 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_shift_right);
144
145
146 /**
147  * __bitmap_shift_left - logical left shift of the bits in a bitmap
148  *   @dst : destination bitmap
149  *   @src : source bitmap
150  *   @shift : shift by this many bits
151  *   @bits : bitmap size, in bits
152  *
153  * Shifting left (multiplying) means moving bits in the LS -> MS
154  * direction.  Zeros are fed into the vacated LS bit positions
155  * and those MS bits shifted off the top are lost.
156  */
157
158 void __bitmap_shift_left(unsigned long *dst,
159                         const unsigned long *src, int shift, int bits)
160 {
161         int k, lim = BITS_TO_LONGS(bits), left = bits % BITS_PER_LONG;
162         int off = shift/BITS_PER_LONG, rem = shift % BITS_PER_LONG;
163         for (k = lim - off - 1; k >= 0; --k) {
164                 unsigned long upper, lower;
165
166                 /*
167                  * If shift is not word aligned, take upper rem bits of
168                  * word below and make them the bottom rem bits of result.
169                  */
170                 if (rem && k > 0)
171                         lower = src[k - 1];
172                 else
173                         lower = 0;
174                 upper = src[k];
175                 if (left && k == lim - 1)
176                         upper &= (1UL << left) - 1;
177                 dst[k + off] = upper << rem;
178                 if (rem)
179                         dst[k + off] |= lower >> (BITS_PER_LONG - rem);
180                 if (left && k + off == lim - 1)
181                         dst[k + off] &= (1UL << left) - 1;
182         }
183         if (off)
184                 memset(dst, 0, off*sizeof(unsigned long));
185 }
186 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_shift_left);
187
188 int __bitmap_and(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
189                                 const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
190 {
191         unsigned int k;
192         unsigned int lim = bits/BITS_PER_LONG;
193         unsigned long result = 0;
194
195         for (k = 0; k < lim; k++)
196                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & bitmap2[k]);
197         if (bits % BITS_PER_LONG)
198                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & bitmap2[k] &
199                            BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits));
200         return result != 0;
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_and);
203
204 void __bitmap_or(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
205                                 const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
206 {
207         unsigned int k;
208         unsigned int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
209
210         for (k = 0; k < nr; k++)
211                 dst[k] = bitmap1[k] | bitmap2[k];
212 }
213 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_or);
214
215 void __bitmap_xor(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
216                                 const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
217 {
218         unsigned int k;
219         unsigned int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
220
221         for (k = 0; k < nr; k++)
222                 dst[k] = bitmap1[k] ^ bitmap2[k];
223 }
224 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_xor);
225
226 int __bitmap_andnot(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
227                                 const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
228 {
229         unsigned int k;
230         unsigned int lim = bits/BITS_PER_LONG;
231         unsigned long result = 0;
232
233         for (k = 0; k < lim; k++)
234                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & ~bitmap2[k]);
235         if (bits % BITS_PER_LONG)
236                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & ~bitmap2[k] &
237                            BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits));
238         return result != 0;
239 }
240 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_andnot);
241
242 int __bitmap_intersects(const unsigned long *bitmap1,
243                         const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
244 {
245         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
246         for (k = 0; k < lim; ++k)
247                 if (bitmap1[k] & bitmap2[k])
248                         return 1;
249
250         if (bits % BITS_PER_LONG)
251                 if ((bitmap1[k] & bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
252                         return 1;
253         return 0;
254 }
255 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_intersects);
256
257 int __bitmap_subset(const unsigned long *bitmap1,
258                     const unsigned long *bitmap2, unsigned int bits)
259 {
260         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
261         for (k = 0; k < lim; ++k)
262                 if (bitmap1[k] & ~bitmap2[k])
263                         return 0;
264
265         if (bits % BITS_PER_LONG)
266                 if ((bitmap1[k] & ~bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
267                         return 0;
268         return 1;
269 }
270 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_subset);
271
272 int __bitmap_weight(const unsigned long *bitmap, unsigned int bits)
273 {
274         unsigned int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
275         int w = 0;
276
277         for (k = 0; k < lim; k++)
278                 w += hweight_long(bitmap[k]);
279
280         if (bits % BITS_PER_LONG)
281                 w += hweight_long(bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits));
282
283         return w;
284 }
285 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_weight);
286
287 void bitmap_set(unsigned long *map, unsigned int start, int len)
288 {
289         unsigned long *p = map + BIT_WORD(start);
290         const unsigned int size = start + len;
291         int bits_to_set = BITS_PER_LONG - (start % BITS_PER_LONG);
292         unsigned long mask_to_set = BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);
293
294         while (len - bits_to_set >= 0) {
295                 *p |= mask_to_set;
296                 len -= bits_to_set;
297                 bits_to_set = BITS_PER_LONG;
298                 mask_to_set = ~0UL;
299                 p++;
300         }
301         if (len) {
302                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);
303                 *p |= mask_to_set;
304         }
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(bitmap_set);
307
308 void bitmap_clear(unsigned long *map, unsigned int start, int len)
309 {
310         unsigned long *p = map + BIT_WORD(start);
311         const unsigned int size = start + len;
312         int bits_to_clear = BITS_PER_LONG - (start % BITS_PER_LONG);
313         unsigned long mask_to_clear = BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);
314
315         while (len - bits_to_clear >= 0) {
316                 *p &= ~mask_to_clear;
317                 len -= bits_to_clear;
318                 bits_to_clear = BITS_PER_LONG;
319                 mask_to_clear = ~0UL;
320                 p++;
321         }
322         if (len) {
323                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);
324                 *p &= ~mask_to_clear;
325         }
326 }
327 EXPORT_SYMBOL(bitmap_clear);
328
329 /**
330  * bitmap_find_next_zero_area_off - find a contiguous aligned zero area
331  * @map: The address to base the search on
332  * @size: The bitmap size in bits
333  * @start: The bitnumber to start searching at
334  * @nr: The number of zeroed bits we're looking for
335  * @align_mask: Alignment mask for zero area
336  * @align_offset: Alignment offset for zero area.
337  *
338  * The @align_mask should be one less than a power of 2; the effect is that
339  * the bit offset of all zero areas this function finds plus @align_offset
340  * is multiple of that power of 2.
341  */
342 unsigned long bitmap_find_next_zero_area_off(unsigned long *map,
343                                              unsigned long size,
344                                              unsigned long start,
345                                              unsigned int nr,
346                                              unsigned long align_mask,
347                                              unsigned long align_offset)
348 {
349         unsigned long index, end, i;
350 again:
351         index = find_next_zero_bit(map, size, start);
352
353         /* Align allocation */
354         index = __ALIGN_MASK(index + align_offset, align_mask) - align_offset;
355
356         end = index + nr;
357         if (end > size)
358                 return end;
359         i = find_next_bit(map, end, index);
360         if (i < end) {
361                 start = i + 1;
362                 goto again;
363         }
364         return index;
365 }
366 EXPORT_SYMBOL(bitmap_find_next_zero_area_off);
367
368 /*
369  * Bitmap printing & parsing functions: first version by Nadia Yvette Chambers,
370  * second version by Paul Jackson, third by Joe Korty.
371  */
372
373 #define CHUNKSZ                         32
374 #define nbits_to_hold_value(val)        fls(val)
375 #define BASEDEC 10              /* fancier cpuset lists input in decimal */
376
377 /**
378  * bitmap_scnprintf - convert bitmap to an ASCII hex string.
379  * @buf: byte buffer into which string is placed
380  * @buflen: reserved size of @buf, in bytes
381  * @maskp: pointer to bitmap to convert
382  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
383  *
384  * Exactly @nmaskbits bits are displayed.  Hex digits are grouped into
385  * comma-separated sets of eight digits per set.  Returns the number of
386  * characters which were written to *buf, excluding the trailing \0.
387  */
388 int bitmap_scnprintf(char *buf, unsigned int buflen,
389         const unsigned long *maskp, int nmaskbits)
390 {
391         int i, word, bit, len = 0;
392         unsigned long val;
393         const char *sep = "";
394         int chunksz;
395         u32 chunkmask;
396
397         chunksz = nmaskbits & (CHUNKSZ - 1);
398         if (chunksz == 0)
399                 chunksz = CHUNKSZ;
400
401         i = ALIGN(nmaskbits, CHUNKSZ) - CHUNKSZ;
402         for (; i >= 0; i -= CHUNKSZ) {
403                 chunkmask = ((1ULL << chunksz) - 1);
404                 word = i / BITS_PER_LONG;
405                 bit = i % BITS_PER_LONG;
406                 val = (maskp[word] >> bit) & chunkmask;
407                 len += scnprintf(buf+len, buflen-len, "%s%0*lx", sep,
408                         (chunksz+3)/4, val);
409                 chunksz = CHUNKSZ;
410                 sep = ",";
411         }
412         return len;
413 }
414 EXPORT_SYMBOL(bitmap_scnprintf);
415
416 /**
417  * __bitmap_parse - convert an ASCII hex string into a bitmap.
418  * @buf: pointer to buffer containing string.
419  * @buflen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
420  *    then it must be terminated with a \0.
421  * @is_user: location of buffer, 0 indicates kernel space
422  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
423  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
424  *
425  * Commas group hex digits into chunks.  Each chunk defines exactly 32
426  * bits of the resultant bitmask.  No chunk may specify a value larger
427  * than 32 bits (%-EOVERFLOW), and if a chunk specifies a smaller value
428  * then leading 0-bits are prepended.  %-EINVAL is returned for illegal
429  * characters and for grouping errors such as "1,,5", ",44", "," and "".
430  * Leading and trailing whitespace accepted, but not embedded whitespace.
431  */
432 int __bitmap_parse(const char *buf, unsigned int buflen,
433                 int is_user, unsigned long *maskp,
434                 int nmaskbits)
435 {
436         int c, old_c, totaldigits, ndigits, nchunks, nbits;
437         u32 chunk;
438         const char __user __force *ubuf = (const char __user __force *)buf;
439
440         bitmap_zero(maskp, nmaskbits);
441
442         nchunks = nbits = totaldigits = c = 0;
443         do {
444                 chunk = ndigits = 0;
445
446                 /* Get the next chunk of the bitmap */
447                 while (buflen) {
448                         old_c = c;
449                         if (is_user) {
450                                 if (__get_user(c, ubuf++))
451                                         return -EFAULT;
452                         }
453                         else
454                                 c = *buf++;
455                         buflen--;
456                         if (isspace(c))
457                                 continue;
458
459                         /*
460                          * If the last character was a space and the current
461                          * character isn't '\0', we've got embedded whitespace.
462                          * This is a no-no, so throw an error.
463                          */
464                         if (totaldigits && c && isspace(old_c))
465                                 return -EINVAL;
466
467                         /* A '\0' or a ',' signal the end of the chunk */
468                         if (c == '\0' || c == ',')
469                                 break;
470
471                         if (!isxdigit(c))
472                                 return -EINVAL;
473
474                         /*
475                          * Make sure there are at least 4 free bits in 'chunk'.
476                          * If not, this hexdigit will overflow 'chunk', so
477                          * throw an error.
478                          */
479                         if (chunk & ~((1UL << (CHUNKSZ - 4)) - 1))
480                                 return -EOVERFLOW;
481
482                         chunk = (chunk << 4) | hex_to_bin(c);
483                         ndigits++; totaldigits++;
484                 }
485                 if (ndigits == 0)
486                         return -EINVAL;
487                 if (nchunks == 0 && chunk == 0)
488                         continue;
489
490                 __bitmap_shift_left(maskp, maskp, CHUNKSZ, nmaskbits);
491                 *maskp |= chunk;
492                 nchunks++;
493                 nbits += (nchunks == 1) ? nbits_to_hold_value(chunk) : CHUNKSZ;
494                 if (nbits > nmaskbits)
495                         return -EOVERFLOW;
496         } while (buflen && c == ',');
497
498         return 0;
499 }
500 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_parse);
501
502 /**
503  * bitmap_parse_user - convert an ASCII hex string in a user buffer into a bitmap
504  *
505  * @ubuf: pointer to user buffer containing string.
506  * @ulen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
507  *    then it must be terminated with a \0.
508  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
509  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
510  *
511  * Wrapper for __bitmap_parse(), providing it with user buffer.
512  *
513  * We cannot have this as an inline function in bitmap.h because it needs
514  * linux/uaccess.h to get the access_ok() declaration and this causes
515  * cyclic dependencies.
516  */
517 int bitmap_parse_user(const char __user *ubuf,
518                         unsigned int ulen, unsigned long *maskp,
519                         int nmaskbits)
520 {
521         if (!access_ok(VERIFY_READ, ubuf, ulen))
522                 return -EFAULT;
523         return __bitmap_parse((const char __force *)ubuf,
524                                 ulen, 1, maskp, nmaskbits);
525
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parse_user);
528
529 /*
530  * bscnl_emit(buf, buflen, rbot, rtop, bp)
531  *
532  * Helper routine for bitmap_scnlistprintf().  Write decimal number
533  * or range to buf, suppressing output past buf+buflen, with optional
534  * comma-prefix.  Return len of what was written to *buf, excluding the
535  * trailing \0.
536  */
537 static inline int bscnl_emit(char *buf, int buflen, int rbot, int rtop, int len)
538 {
539         if (len > 0)
540                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, ",");
541         if (rbot == rtop)
542                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, "%d", rbot);
543         else
544                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, "%d-%d", rbot, rtop);
545         return len;
546 }
547
548 /**
549  * bitmap_scnlistprintf - convert bitmap to list format ASCII string
550  * @buf: byte buffer into which string is placed
551  * @buflen: reserved size of @buf, in bytes
552  * @maskp: pointer to bitmap to convert
553  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
554  *
555  * Output format is a comma-separated list of decimal numbers and
556  * ranges.  Consecutively set bits are shown as two hyphen-separated
557  * decimal numbers, the smallest and largest bit numbers set in
558  * the range.  Output format is compatible with the format
559  * accepted as input by bitmap_parselist().
560  *
561  * The return value is the number of characters which were written to *buf
562  * excluding the trailing '\0', as per ISO C99's scnprintf.
563  */
564 int bitmap_scnlistprintf(char *buf, unsigned int buflen,
565         const unsigned long *maskp, int nmaskbits)
566 {
567         int len = 0;
568         /* current bit is 'cur', most recently seen range is [rbot, rtop] */
569         int cur, rbot, rtop;
570
571         if (buflen == 0)
572                 return 0;
573         buf[0] = 0;
574
575         rbot = cur = find_first_bit(maskp, nmaskbits);
576         while (cur < nmaskbits) {
577                 rtop = cur;
578                 cur = find_next_bit(maskp, nmaskbits, cur+1);
579                 if (cur >= nmaskbits || cur > rtop + 1) {
580                         len = bscnl_emit(buf, buflen, rbot, rtop, len);
581                         rbot = cur;
582                 }
583         }
584         return len;
585 }
586 EXPORT_SYMBOL(bitmap_scnlistprintf);
587
588 /**
589  * bitmap_print_to_pagebuf - convert bitmap to list or hex format ASCII string
590  * @list: indicates whether the bitmap must be list
591  * @buf: page aligned buffer into which string is placed
592  * @maskp: pointer to bitmap to convert
593  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
594  *
595  * Output format is a comma-separated list of decimal numbers and
596  * ranges if list is specified or hex digits grouped into comma-separated
597  * sets of 8 digits/set. Returns the number of characters written to buf.
598  */
599 int bitmap_print_to_pagebuf(bool list, char *buf, const unsigned long *maskp,
600                             int nmaskbits)
601 {
602         ptrdiff_t len = PTR_ALIGN(buf + PAGE_SIZE - 1, PAGE_SIZE) - buf - 2;
603         int n = 0;
604
605         if (len > 1) {
606                 n = list ? bitmap_scnlistprintf(buf, len, maskp, nmaskbits) :
607                            bitmap_scnprintf(buf, len, maskp, nmaskbits);
608                 buf[n++] = '\n';
609                 buf[n] = '\0';
610         }
611         return n;
612 }
613 EXPORT_SYMBOL(bitmap_print_to_pagebuf);
614
615 /**
616  * __bitmap_parselist - convert list format ASCII string to bitmap
617  * @buf: read nul-terminated user string from this buffer
618  * @buflen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
619  *    then it must be terminated with a \0.
620  * @is_user: location of buffer, 0 indicates kernel space
621  * @maskp: write resulting mask here
622  * @nmaskbits: number of bits in mask to be written
623  *
624  * Input format is a comma-separated list of decimal numbers and
625  * ranges.  Consecutively set bits are shown as two hyphen-separated
626  * decimal numbers, the smallest and largest bit numbers set in
627  * the range.
628  *
629  * Returns 0 on success, -errno on invalid input strings.
630  * Error values:
631  *    %-EINVAL: second number in range smaller than first
632  *    %-EINVAL: invalid character in string
633  *    %-ERANGE: bit number specified too large for mask
634  */
635 static int __bitmap_parselist(const char *buf, unsigned int buflen,
636                 int is_user, unsigned long *maskp,
637                 int nmaskbits)
638 {
639         unsigned a, b;
640         int c, old_c, totaldigits;
641         const char __user __force *ubuf = (const char __user __force *)buf;
642         int exp_digit, in_range;
643
644         totaldigits = c = 0;
645         bitmap_zero(maskp, nmaskbits);
646         do {
647                 exp_digit = 1;
648                 in_range = 0;
649                 a = b = 0;
650
651                 /* Get the next cpu# or a range of cpu#'s */
652                 while (buflen) {
653                         old_c = c;
654                         if (is_user) {
655                                 if (__get_user(c, ubuf++))
656                                         return -EFAULT;
657                         } else
658                                 c = *buf++;
659                         buflen--;
660                         if (isspace(c))
661                                 continue;
662
663                         /*
664                          * If the last character was a space and the current
665                          * character isn't '\0', we've got embedded whitespace.
666                          * This is a no-no, so throw an error.
667                          */
668                         if (totaldigits && c && isspace(old_c))
669                                 return -EINVAL;
670
671                         /* A '\0' or a ',' signal the end of a cpu# or range */
672                         if (c == '\0' || c == ',')
673                                 break;
674
675                         if (c == '-') {
676                                 if (exp_digit || in_range)
677                                         return -EINVAL;
678                                 b = 0;
679                                 in_range = 1;
680                                 exp_digit = 1;
681                                 continue;
682                         }
683
684                         if (!isdigit(c))
685                                 return -EINVAL;
686
687                         b = b * 10 + (c - '0');
688                         if (!in_range)
689                                 a = b;
690                         exp_digit = 0;
691                         totaldigits++;
692                 }
693                 if (!(a <= b))
694                         return -EINVAL;
695                 if (b >= nmaskbits)
696                         return -ERANGE;
697                 while (a <= b) {
698                         set_bit(a, maskp);
699                         a++;
700                 }
701         } while (buflen && c == ',');
702         return 0;
703 }
704
705 int bitmap_parselist(const char *bp, unsigned long *maskp, int nmaskbits)
706 {
707         char *nl  = strchrnul(bp, '\n');
708         int len = nl - bp;
709
710         return __bitmap_parselist(bp, len, 0, maskp, nmaskbits);
711 }
712 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parselist);
713
714
715 /**
716  * bitmap_parselist_user()
717  *
718  * @ubuf: pointer to user buffer containing string.
719  * @ulen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
720  *    then it must be terminated with a \0.
721  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
722  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
723  *
724  * Wrapper for bitmap_parselist(), providing it with user buffer.
725  *
726  * We cannot have this as an inline function in bitmap.h because it needs
727  * linux/uaccess.h to get the access_ok() declaration and this causes
728  * cyclic dependencies.
729  */
730 int bitmap_parselist_user(const char __user *ubuf,
731                         unsigned int ulen, unsigned long *maskp,
732                         int nmaskbits)
733 {
734         if (!access_ok(VERIFY_READ, ubuf, ulen))
735                 return -EFAULT;
736         return __bitmap_parselist((const char __force *)ubuf,
737                                         ulen, 1, maskp, nmaskbits);
738 }
739 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parselist_user);
740
741
742 /**
743  * bitmap_pos_to_ord - find ordinal of set bit at given position in bitmap
744  *      @buf: pointer to a bitmap
745  *      @pos: a bit position in @buf (0 <= @pos < @nbits)
746  *      @nbits: number of valid bit positions in @buf
747  *
748  * Map the bit at position @pos in @buf (of length @nbits) to the
749  * ordinal of which set bit it is.  If it is not set or if @pos
750  * is not a valid bit position, map to -1.
751  *
752  * If for example, just bits 4 through 7 are set in @buf, then @pos
753  * values 4 through 7 will get mapped to 0 through 3, respectively,
754  * and other @pos values will get mapped to -1.  When @pos value 7
755  * gets mapped to (returns) @ord value 3 in this example, that means
756  * that bit 7 is the 3rd (starting with 0th) set bit in @buf.
757  *
758  * The bit positions 0 through @bits are valid positions in @buf.
759  */
760 static int bitmap_pos_to_ord(const unsigned long *buf, unsigned int pos, unsigned int nbits)
761 {
762         if (pos >= nbits || !test_bit(pos, buf))
763                 return -1;
764
765         return __bitmap_weight(buf, pos);
766 }
767
768 /**
769  * bitmap_ord_to_pos - find position of n-th set bit in bitmap
770  *      @buf: pointer to bitmap
771  *      @ord: ordinal bit position (n-th set bit, n >= 0)
772  *      @nbits: number of valid bit positions in @buf
773  *
774  * Map the ordinal offset of bit @ord in @buf to its position in @buf.
775  * Value of @ord should be in range 0 <= @ord < weight(buf). If @ord
776  * >= weight(buf), returns @nbits.
777  *
778  * If for example, just bits 4 through 7 are set in @buf, then @ord
779  * values 0 through 3 will get mapped to 4 through 7, respectively,
780  * and all other @ord values returns @nbits.  When @ord value 3
781  * gets mapped to (returns) @pos value 7 in this example, that means
782  * that the 3rd set bit (starting with 0th) is at position 7 in @buf.
783  *
784  * The bit positions 0 through @nbits-1 are valid positions in @buf.
785  */
786 unsigned int bitmap_ord_to_pos(const unsigned long *buf, unsigned int ord, unsigned int nbits)
787 {
788         unsigned int pos;
789
790         for (pos = find_first_bit(buf, nbits);
791              pos < nbits && ord;
792              pos = find_next_bit(buf, nbits, pos + 1))
793                 ord--;
794
795         return pos;
796 }
797
798 /**
799  * bitmap_remap - Apply map defined by a pair of bitmaps to another bitmap
800  *      @dst: remapped result
801  *      @src: subset to be remapped
802  *      @old: defines domain of map
803  *      @new: defines range of map
804  *      @nbits: number of bits in each of these bitmaps
805  *
806  * Let @old and @new define a mapping of bit positions, such that
807  * whatever position is held by the n-th set bit in @old is mapped
808  * to the n-th set bit in @new.  In the more general case, allowing
809  * for the possibility that the weight 'w' of @new is less than the
810  * weight of @old, map the position of the n-th set bit in @old to
811  * the position of the m-th set bit in @new, where m == n % w.
812  *
813  * If either of the @old and @new bitmaps are empty, or if @src and
814  * @dst point to the same location, then this routine copies @src
815  * to @dst.
816  *
817  * The positions of unset bits in @old are mapped to themselves
818  * (the identify map).
819  *
820  * Apply the above specified mapping to @src, placing the result in
821  * @dst, clearing any bits previously set in @dst.
822  *
823  * For example, lets say that @old has bits 4 through 7 set, and
824  * @new has bits 12 through 15 set.  This defines the mapping of bit
825  * position 4 to 12, 5 to 13, 6 to 14 and 7 to 15, and of all other
826  * bit positions unchanged.  So if say @src comes into this routine
827  * with bits 1, 5 and 7 set, then @dst should leave with bits 1,
828  * 13 and 15 set.
829  */
830 void bitmap_remap(unsigned long *dst, const unsigned long *src,
831                 const unsigned long *old, const unsigned long *new,
832                 unsigned int nbits)
833 {
834         unsigned int oldbit, w;
835
836         if (dst == src)         /* following doesn't handle inplace remaps */
837                 return;
838         bitmap_zero(dst, nbits);
839
840         w = bitmap_weight(new, nbits);
841         for_each_set_bit(oldbit, src, nbits) {
842                 int n = bitmap_pos_to_ord(old, oldbit, nbits);
843
844                 if (n < 0 || w == 0)
845                         set_bit(oldbit, dst);   /* identity map */
846                 else
847                         set_bit(bitmap_ord_to_pos(new, n % w, nbits), dst);
848         }
849 }
850 EXPORT_SYMBOL(bitmap_remap);
851
852 /**
853  * bitmap_bitremap - Apply map defined by a pair of bitmaps to a single bit
854  *      @oldbit: bit position to be mapped
855  *      @old: defines domain of map
856  *      @new: defines range of map
857  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
858  *
859  * Let @old and @new define a mapping of bit positions, such that
860  * whatever position is held by the n-th set bit in @old is mapped
861  * to the n-th set bit in @new.  In the more general case, allowing
862  * for the possibility that the weight 'w' of @new is less than the
863  * weight of @old, map the position of the n-th set bit in @old to
864  * the position of the m-th set bit in @new, where m == n % w.
865  *
866  * The positions of unset bits in @old are mapped to themselves
867  * (the identify map).
868  *
869  * Apply the above specified mapping to bit position @oldbit, returning
870  * the new bit position.
871  *
872  * For example, lets say that @old has bits 4 through 7 set, and
873  * @new has bits 12 through 15 set.  This defines the mapping of bit
874  * position 4 to 12, 5 to 13, 6 to 14 and 7 to 15, and of all other
875  * bit positions unchanged.  So if say @oldbit is 5, then this routine
876  * returns 13.
877  */
878 int bitmap_bitremap(int oldbit, const unsigned long *old,
879                                 const unsigned long *new, int bits)
880 {
881         int w = bitmap_weight(new, bits);
882         int n = bitmap_pos_to_ord(old, oldbit, bits);
883         if (n < 0 || w == 0)
884                 return oldbit;
885         else
886                 return bitmap_ord_to_pos(new, n % w, bits);
887 }
888 EXPORT_SYMBOL(bitmap_bitremap);
889
890 /**
891  * bitmap_onto - translate one bitmap relative to another
892  *      @dst: resulting translated bitmap
893  *      @orig: original untranslated bitmap
894  *      @relmap: bitmap relative to which translated
895  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
896  *
897  * Set the n-th bit of @dst iff there exists some m such that the
898  * n-th bit of @relmap is set, the m-th bit of @orig is set, and
899  * the n-th bit of @relmap is also the m-th _set_ bit of @relmap.
900  * (If you understood the previous sentence the first time your
901  * read it, you're overqualified for your current job.)
902  *
903  * In other words, @orig is mapped onto (surjectively) @dst,
904  * using the map { <n, m> | the n-th bit of @relmap is the
905  * m-th set bit of @relmap }.
906  *
907  * Any set bits in @orig above bit number W, where W is the
908  * weight of (number of set bits in) @relmap are mapped nowhere.
909  * In particular, if for all bits m set in @orig, m >= W, then
910  * @dst will end up empty.  In situations where the possibility
911  * of such an empty result is not desired, one way to avoid it is
912  * to use the bitmap_fold() operator, below, to first fold the
913  * @orig bitmap over itself so that all its set bits x are in the
914  * range 0 <= x < W.  The bitmap_fold() operator does this by
915  * setting the bit (m % W) in @dst, for each bit (m) set in @orig.
916  *
917  * Example [1] for bitmap_onto():
918  *  Let's say @relmap has bits 30-39 set, and @orig has bits
919  *  1, 3, 5, 7, 9 and 11 set.  Then on return from this routine,
920  *  @dst will have bits 31, 33, 35, 37 and 39 set.
921  *
922  *  When bit 0 is set in @orig, it means turn on the bit in
923  *  @dst corresponding to whatever is the first bit (if any)
924  *  that is turned on in @relmap.  Since bit 0 was off in the
925  *  above example, we leave off that bit (bit 30) in @dst.
926  *
927  *  When bit 1 is set in @orig (as in the above example), it
928  *  means turn on the bit in @dst corresponding to whatever
929  *  is the second bit that is turned on in @relmap.  The second
930  *  bit in @relmap that was turned on in the above example was
931  *  bit 31, so we turned on bit 31 in @dst.
932  *
933  *  Similarly, we turned on bits 33, 35, 37 and 39 in @dst,
934  *  because they were the 4th, 6th, 8th and 10th set bits
935  *  set in @relmap, and the 4th, 6th, 8th and 10th bits of
936  *  @orig (i.e. bits 3, 5, 7 and 9) were also set.
937  *
938  *  When bit 11 is set in @orig, it means turn on the bit in
939  *  @dst corresponding to whatever is the twelfth bit that is
940  *  turned on in @relmap.  In the above example, there were
941  *  only ten bits turned on in @relmap (30..39), so that bit
942  *  11 was set in @orig had no affect on @dst.
943  *
944  * Example [2] for bitmap_fold() + bitmap_onto():
945  *  Let's say @relmap has these ten bits set:
946  *              40 41 42 43 45 48 53 61 74 95
947  *  (for the curious, that's 40 plus the first ten terms of the
948  *  Fibonacci sequence.)
949  *
950  *  Further lets say we use the following code, invoking
951  *  bitmap_fold() then bitmap_onto, as suggested above to
952  *  avoid the possibility of an empty @dst result:
953  *
954  *      unsigned long *tmp;     // a temporary bitmap's bits
955  *
956  *      bitmap_fold(tmp, orig, bitmap_weight(relmap, bits), bits);
957  *      bitmap_onto(dst, tmp, relmap, bits);
958  *
959  *  Then this table shows what various values of @dst would be, for
960  *  various @orig's.  I list the zero-based positions of each set bit.
961  *  The tmp column shows the intermediate result, as computed by
962  *  using bitmap_fold() to fold the @orig bitmap modulo ten
963  *  (the weight of @relmap).
964  *
965  *      @orig           tmp            @dst
966  *      0                0             40
967  *      1                1             41
968  *      9                9             95
969  *      10               0             40 (*)
970  *      1 3 5 7          1 3 5 7       41 43 48 61
971  *      0 1 2 3 4        0 1 2 3 4     40 41 42 43 45
972  *      0 9 18 27        0 9 8 7       40 61 74 95
973  *      0 10 20 30       0             40
974  *      0 11 22 33       0 1 2 3       40 41 42 43
975  *      0 12 24 36       0 2 4 6       40 42 45 53
976  *      78 102 211       1 2 8         41 42 74 (*)
977  *
978  * (*) For these marked lines, if we hadn't first done bitmap_fold()
979  *     into tmp, then the @dst result would have been empty.
980  *
981  * If either of @orig or @relmap is empty (no set bits), then @dst
982  * will be returned empty.
983  *
984  * If (as explained above) the only set bits in @orig are in positions
985  * m where m >= W, (where W is the weight of @relmap) then @dst will
986  * once again be returned empty.
987  *
988  * All bits in @dst not set by the above rule are cleared.
989  */
990 void bitmap_onto(unsigned long *dst, const unsigned long *orig,
991                         const unsigned long *relmap, unsigned int bits)
992 {
993         unsigned int n, m;      /* same meaning as in above comment */
994
995         if (dst == orig)        /* following doesn't handle inplace mappings */
996                 return;
997         bitmap_zero(dst, bits);
998
999         /*
1000          * The following code is a more efficient, but less
1001          * obvious, equivalent to the loop:
1002          *      for (m = 0; m < bitmap_weight(relmap, bits); m++) {
1003          *              n = bitmap_ord_to_pos(orig, m, bits);
1004          *              if (test_bit(m, orig))
1005          *                      set_bit(n, dst);
1006          *      }
1007          */
1008
1009         m = 0;
1010         for_each_set_bit(n, relmap, bits) {
1011                 /* m == bitmap_pos_to_ord(relmap, n, bits) */
1012                 if (test_bit(m, orig))
1013                         set_bit(n, dst);
1014                 m++;
1015         }
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(bitmap_onto);
1018
1019 /**
1020  * bitmap_fold - fold larger bitmap into smaller, modulo specified size
1021  *      @dst: resulting smaller bitmap
1022  *      @orig: original larger bitmap
1023  *      @sz: specified size
1024  *      @nbits: number of bits in each of these bitmaps
1025  *
1026  * For each bit oldbit in @orig, set bit oldbit mod @sz in @dst.
1027  * Clear all other bits in @dst.  See further the comment and
1028  * Example [2] for bitmap_onto() for why and how to use this.
1029  */
1030 void bitmap_fold(unsigned long *dst, const unsigned long *orig,
1031                         unsigned int sz, unsigned int nbits)
1032 {
1033         unsigned int oldbit;
1034
1035         if (dst == orig)        /* following doesn't handle inplace mappings */
1036                 return;
1037         bitmap_zero(dst, nbits);
1038
1039         for_each_set_bit(oldbit, orig, nbits)
1040                 set_bit(oldbit % sz, dst);
1041 }
1042 EXPORT_SYMBOL(bitmap_fold);
1043
1044 /*
1045  * Common code for bitmap_*_region() routines.
1046  *      bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1047  *      pos: the beginning of the region
1048  *      order: region size (log base 2 of number of bits)
1049  *      reg_op: operation(s) to perform on that region of bitmap
1050  *
1051  * Can set, verify and/or release a region of bits in a bitmap,
1052  * depending on which combination of REG_OP_* flag bits is set.
1053  *
1054  * A region of a bitmap is a sequence of bits in the bitmap, of
1055  * some size '1 << order' (a power of two), aligned to that same
1056  * '1 << order' power of two.
1057  *
1058  * Returns 1 if REG_OP_ISFREE succeeds (region is all zero bits).
1059  * Returns 0 in all other cases and reg_ops.
1060  */
1061
1062 enum {
1063         REG_OP_ISFREE,          /* true if region is all zero bits */
1064         REG_OP_ALLOC,           /* set all bits in region */
1065         REG_OP_RELEASE,         /* clear all bits in region */
1066 };
1067
1068 static int __reg_op(unsigned long *bitmap, unsigned int pos, int order, int reg_op)
1069 {
1070         int nbits_reg;          /* number of bits in region */
1071         int index;              /* index first long of region in bitmap */
1072         int offset;             /* bit offset region in bitmap[index] */
1073         int nlongs_reg;         /* num longs spanned by region in bitmap */
1074         int nbitsinlong;        /* num bits of region in each spanned long */
1075         unsigned long mask;     /* bitmask for one long of region */
1076         int i;                  /* scans bitmap by longs */
1077         int ret = 0;            /* return value */
1078
1079         /*
1080          * Either nlongs_reg == 1 (for small orders that fit in one long)
1081          * or (offset == 0 && mask == ~0UL) (for larger multiword orders.)
1082          */
1083         nbits_reg = 1 << order;
1084         index = pos / BITS_PER_LONG;
1085         offset = pos - (index * BITS_PER_LONG);
1086         nlongs_reg = BITS_TO_LONGS(nbits_reg);
1087         nbitsinlong = min(nbits_reg,  BITS_PER_LONG);
1088
1089         /*
1090          * Can't do "mask = (1UL << nbitsinlong) - 1", as that
1091          * overflows if nbitsinlong == BITS_PER_LONG.
1092          */
1093         mask = (1UL << (nbitsinlong - 1));
1094         mask += mask - 1;
1095         mask <<= offset;
1096
1097         switch (reg_op) {
1098         case REG_OP_ISFREE:
1099                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++) {
1100                         if (bitmap[index + i] & mask)
1101                                 goto done;
1102                 }
1103                 ret = 1;        /* all bits in region free (zero) */
1104                 break;
1105
1106         case REG_OP_ALLOC:
1107                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++)
1108                         bitmap[index + i] |= mask;
1109                 break;
1110
1111         case REG_OP_RELEASE:
1112                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++)
1113                         bitmap[index + i] &= ~mask;
1114                 break;
1115         }
1116 done:
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 /**
1121  * bitmap_find_free_region - find a contiguous aligned mem region
1122  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1123  *      @bits: number of bits in the bitmap
1124  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to find
1125  *
1126  * Find a region of free (zero) bits in a @bitmap of @bits bits and
1127  * allocate them (set them to one).  Only consider regions of length
1128  * a power (@order) of two, aligned to that power of two, which
1129  * makes the search algorithm much faster.
1130  *
1131  * Return the bit offset in bitmap of the allocated region,
1132  * or -errno on failure.
1133  */
1134 int bitmap_find_free_region(unsigned long *bitmap, unsigned int bits, int order)
1135 {
1136         unsigned int pos, end;          /* scans bitmap by regions of size order */
1137
1138         for (pos = 0 ; (end = pos + (1U << order)) <= bits; pos = end) {
1139                 if (!__reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ISFREE))
1140                         continue;
1141                 __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ALLOC);
1142                 return pos;
1143         }
1144         return -ENOMEM;
1145 }
1146 EXPORT_SYMBOL(bitmap_find_free_region);
1147
1148 /**
1149  * bitmap_release_region - release allocated bitmap region
1150  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1151  *      @pos: beginning of bit region to release
1152  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to release
1153  *
1154  * This is the complement to __bitmap_find_free_region() and releases
1155  * the found region (by clearing it in the bitmap).
1156  *
1157  * No return value.
1158  */
1159 void bitmap_release_region(unsigned long *bitmap, unsigned int pos, int order)
1160 {
1161         __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_RELEASE);
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL(bitmap_release_region);
1164
1165 /**
1166  * bitmap_allocate_region - allocate bitmap region
1167  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1168  *      @pos: beginning of bit region to allocate
1169  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to allocate
1170  *
1171  * Allocate (set bits in) a specified region of a bitmap.
1172  *
1173  * Return 0 on success, or %-EBUSY if specified region wasn't
1174  * free (not all bits were zero).
1175  */
1176 int bitmap_allocate_region(unsigned long *bitmap, unsigned int pos, int order)
1177 {
1178         if (!__reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ISFREE))
1179                 return -EBUSY;
1180         return __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ALLOC);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL(bitmap_allocate_region);
1183
1184 /**
1185  * bitmap_copy_le - copy a bitmap, putting the bits into little-endian order.
1186  * @dst:   destination buffer
1187  * @src:   bitmap to copy
1188  * @nbits: number of bits in the bitmap
1189  *
1190  * Require nbits % BITS_PER_LONG == 0.
1191  */
1192 #ifdef __BIG_ENDIAN
1193 void bitmap_copy_le(unsigned long *dst, const unsigned long *src, unsigned int nbits)
1194 {
1195         unsigned int i;
1196
1197         for (i = 0; i < nbits/BITS_PER_LONG; i++) {
1198                 if (BITS_PER_LONG == 64)
1199                         dst[i] = cpu_to_le64(src[i]);
1200                 else
1201                         dst[i] = cpu_to_le32(src[i]);
1202         }
1203 }
1204 EXPORT_SYMBOL(bitmap_copy_le);
1205 #endif