]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - lib/radix-tree.c
8df0df2835b4266f2d00ba1a648a71a6e43e067a
[karo-tx-linux.git] / lib / radix-tree.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Momchil Velikov
3  * Portions Copyright (C) 2001 Christoph Hellwig
4  * Copyright (C) 2005 SGI, Christoph Lameter
5  * Copyright (C) 2006 Nick Piggin
6  * Copyright (C) 2012 Konstantin Khlebnikov
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
10  * published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at
11  * your option) any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
21  */
22
23 #include <linux/errno.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/radix-tree.h>
28 #include <linux/percpu.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/kmemleak.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/cpu.h>
33 #include <linux/string.h>
34 #include <linux/bitops.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/preempt.h>              /* in_interrupt() */
37
38
39 /*
40  * The height_to_maxindex array needs to be one deeper than the maximum
41  * path as height 0 holds only 1 entry.
42  */
43 static unsigned long height_to_maxindex[RADIX_TREE_MAX_PATH + 1] __read_mostly;
44
45 /*
46  * Radix tree node cache.
47  */
48 static struct kmem_cache *radix_tree_node_cachep;
49
50 /*
51  * The radix tree is variable-height, so an insert operation not only has
52  * to build the branch to its corresponding item, it also has to build the
53  * branch to existing items if the size has to be increased (by
54  * radix_tree_extend).
55  *
56  * The worst case is a zero height tree with just a single item at index 0,
57  * and then inserting an item at index ULONG_MAX. This requires 2 new branches
58  * of RADIX_TREE_MAX_PATH size to be created, with only the root node shared.
59  * Hence:
60  */
61 #define RADIX_TREE_PRELOAD_SIZE (RADIX_TREE_MAX_PATH * 2 - 1)
62
63 /*
64  * Per-cpu pool of preloaded nodes
65  */
66 struct radix_tree_preload {
67         int nr;
68         /* nodes->private_data points to next preallocated node */
69         struct radix_tree_node *nodes;
70 };
71 static DEFINE_PER_CPU(struct radix_tree_preload, radix_tree_preloads) = { 0, };
72
73 static inline void *ptr_to_indirect(void *ptr)
74 {
75         return (void *)((unsigned long)ptr | RADIX_TREE_INDIRECT_PTR);
76 }
77
78 #define RADIX_TREE_RETRY        ptr_to_indirect(NULL)
79
80 #ifdef CONFIG_RADIX_TREE_MULTIORDER
81 /* Sibling slots point directly to another slot in the same node */
82 static inline bool is_sibling_entry(struct radix_tree_node *parent, void *node)
83 {
84         void **ptr = node;
85         return (parent->slots <= ptr) &&
86                         (ptr < parent->slots + RADIX_TREE_MAP_SIZE);
87 }
88 #else
89 static inline bool is_sibling_entry(struct radix_tree_node *parent, void *node)
90 {
91         return false;
92 }
93 #endif
94
95 static inline unsigned long get_slot_offset(struct radix_tree_node *parent,
96                                                  void **slot)
97 {
98         return slot - parent->slots;
99 }
100
101 static unsigned radix_tree_descend(struct radix_tree_node *parent,
102                                 struct radix_tree_node **nodep, unsigned offset)
103 {
104         void **entry = rcu_dereference_raw(parent->slots[offset]);
105
106 #ifdef CONFIG_RADIX_TREE_MULTIORDER
107         if (radix_tree_is_indirect_ptr(entry)) {
108                 unsigned long siboff = get_slot_offset(parent, entry);
109                 if (siboff < RADIX_TREE_MAP_SIZE) {
110                         offset = siboff;
111                         entry = rcu_dereference_raw(parent->slots[offset]);
112                 }
113         }
114 #endif
115
116         *nodep = (void *)entry;
117         return offset;
118 }
119
120 static inline gfp_t root_gfp_mask(struct radix_tree_root *root)
121 {
122         return root->gfp_mask & __GFP_BITS_MASK;
123 }
124
125 static inline void tag_set(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag,
126                 int offset)
127 {
128         __set_bit(offset, node->tags[tag]);
129 }
130
131 static inline void tag_clear(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag,
132                 int offset)
133 {
134         __clear_bit(offset, node->tags[tag]);
135 }
136
137 static inline int tag_get(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag,
138                 int offset)
139 {
140         return test_bit(offset, node->tags[tag]);
141 }
142
143 static inline void root_tag_set(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
144 {
145         root->gfp_mask |= (__force gfp_t)(1 << (tag + __GFP_BITS_SHIFT));
146 }
147
148 static inline void root_tag_clear(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
149 {
150         root->gfp_mask &= (__force gfp_t)~(1 << (tag + __GFP_BITS_SHIFT));
151 }
152
153 static inline void root_tag_clear_all(struct radix_tree_root *root)
154 {
155         root->gfp_mask &= __GFP_BITS_MASK;
156 }
157
158 static inline int root_tag_get(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
159 {
160         return (__force unsigned)root->gfp_mask & (1 << (tag + __GFP_BITS_SHIFT));
161 }
162
163 static inline unsigned root_tags_get(struct radix_tree_root *root)
164 {
165         return (__force unsigned)root->gfp_mask >> __GFP_BITS_SHIFT;
166 }
167
168 /*
169  * Returns 1 if any slot in the node has this tag set.
170  * Otherwise returns 0.
171  */
172 static inline int any_tag_set(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag)
173 {
174         int idx;
175         for (idx = 0; idx < RADIX_TREE_TAG_LONGS; idx++) {
176                 if (node->tags[tag][idx])
177                         return 1;
178         }
179         return 0;
180 }
181
182 /**
183  * radix_tree_find_next_bit - find the next set bit in a memory region
184  *
185  * @addr: The address to base the search on
186  * @size: The bitmap size in bits
187  * @offset: The bitnumber to start searching at
188  *
189  * Unrollable variant of find_next_bit() for constant size arrays.
190  * Tail bits starting from size to roundup(size, BITS_PER_LONG) must be zero.
191  * Returns next bit offset, or size if nothing found.
192  */
193 static __always_inline unsigned long
194 radix_tree_find_next_bit(const unsigned long *addr,
195                          unsigned long size, unsigned long offset)
196 {
197         if (!__builtin_constant_p(size))
198                 return find_next_bit(addr, size, offset);
199
200         if (offset < size) {
201                 unsigned long tmp;
202
203                 addr += offset / BITS_PER_LONG;
204                 tmp = *addr >> (offset % BITS_PER_LONG);
205                 if (tmp)
206                         return __ffs(tmp) + offset;
207                 offset = (offset + BITS_PER_LONG) & ~(BITS_PER_LONG - 1);
208                 while (offset < size) {
209                         tmp = *++addr;
210                         if (tmp)
211                                 return __ffs(tmp) + offset;
212                         offset += BITS_PER_LONG;
213                 }
214         }
215         return size;
216 }
217
218 #if 0
219 static void dump_node(void *slot, int height, int offset)
220 {
221         struct radix_tree_node *node;
222         int i;
223
224         if (!slot)
225                 return;
226
227         if (height == 0) {
228                 pr_debug("radix entry %p offset %d\n", slot, offset);
229                 return;
230         }
231
232         node = indirect_to_ptr(slot);
233         pr_debug("radix node: %p offset %d tags %lx %lx %lx path %x count %d parent %p\n",
234                 slot, offset, node->tags[0][0], node->tags[1][0],
235                 node->tags[2][0], node->path, node->count, node->parent);
236
237         for (i = 0; i < RADIX_TREE_MAP_SIZE; i++)
238                 dump_node(node->slots[i], height - 1, i);
239 }
240
241 /* For debug */
242 static void radix_tree_dump(struct radix_tree_root *root)
243 {
244         pr_debug("radix root: %p height %d rnode %p tags %x\n",
245                         root, root->height, root->rnode,
246                         root->gfp_mask >> __GFP_BITS_SHIFT);
247         if (!radix_tree_is_indirect_ptr(root->rnode))
248                 return;
249         dump_node(root->rnode, root->height, 0);
250 }
251 #endif
252
253 /*
254  * This assumes that the caller has performed appropriate preallocation, and
255  * that the caller has pinned this thread of control to the current CPU.
256  */
257 static struct radix_tree_node *
258 radix_tree_node_alloc(struct radix_tree_root *root)
259 {
260         struct radix_tree_node *ret = NULL;
261         gfp_t gfp_mask = root_gfp_mask(root);
262
263         /*
264          * Preload code isn't irq safe and it doesn't make sence to use
265          * preloading in the interrupt anyway as all the allocations have to
266          * be atomic. So just do normal allocation when in interrupt.
267          */
268         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) && !in_interrupt()) {
269                 struct radix_tree_preload *rtp;
270
271                 /*
272                  * Even if the caller has preloaded, try to allocate from the
273                  * cache first for the new node to get accounted.
274                  */
275                 ret = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep,
276                                        gfp_mask | __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOWARN);
277                 if (ret)
278                         goto out;
279
280                 /*
281                  * Provided the caller has preloaded here, we will always
282                  * succeed in getting a node here (and never reach
283                  * kmem_cache_alloc)
284                  */
285                 rtp = this_cpu_ptr(&radix_tree_preloads);
286                 if (rtp->nr) {
287                         ret = rtp->nodes;
288                         rtp->nodes = ret->private_data;
289                         ret->private_data = NULL;
290                         rtp->nr--;
291                 }
292                 /*
293                  * Update the allocation stack trace as this is more useful
294                  * for debugging.
295                  */
296                 kmemleak_update_trace(ret);
297                 goto out;
298         }
299         ret = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep,
300                                gfp_mask | __GFP_ACCOUNT);
301 out:
302         BUG_ON(radix_tree_is_indirect_ptr(ret));
303         return ret;
304 }
305
306 static void radix_tree_node_rcu_free(struct rcu_head *head)
307 {
308         struct radix_tree_node *node =
309                         container_of(head, struct radix_tree_node, rcu_head);
310         int i;
311
312         /*
313          * must only free zeroed nodes into the slab. radix_tree_shrink
314          * can leave us with a non-NULL entry in the first slot, so clear
315          * that here to make sure.
316          */
317         for (i = 0; i < RADIX_TREE_MAX_TAGS; i++)
318                 tag_clear(node, i, 0);
319
320         node->slots[0] = NULL;
321         node->count = 0;
322
323         kmem_cache_free(radix_tree_node_cachep, node);
324 }
325
326 static inline void
327 radix_tree_node_free(struct radix_tree_node *node)
328 {
329         call_rcu(&node->rcu_head, radix_tree_node_rcu_free);
330 }
331
332 /*
333  * Load up this CPU's radix_tree_node buffer with sufficient objects to
334  * ensure that the addition of a single element in the tree cannot fail.  On
335  * success, return zero, with preemption disabled.  On error, return -ENOMEM
336  * with preemption not disabled.
337  *
338  * To make use of this facility, the radix tree must be initialised without
339  * __GFP_DIRECT_RECLAIM being passed to INIT_RADIX_TREE().
340  */
341 static int __radix_tree_preload(gfp_t gfp_mask)
342 {
343         struct radix_tree_preload *rtp;
344         struct radix_tree_node *node;
345         int ret = -ENOMEM;
346
347         preempt_disable();
348         rtp = this_cpu_ptr(&radix_tree_preloads);
349         while (rtp->nr < RADIX_TREE_PRELOAD_SIZE) {
350                 preempt_enable();
351                 node = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep, gfp_mask);
352                 if (node == NULL)
353                         goto out;
354                 preempt_disable();
355                 rtp = this_cpu_ptr(&radix_tree_preloads);
356                 if (rtp->nr < RADIX_TREE_PRELOAD_SIZE) {
357                         node->private_data = rtp->nodes;
358                         rtp->nodes = node;
359                         rtp->nr++;
360                 } else {
361                         kmem_cache_free(radix_tree_node_cachep, node);
362                 }
363         }
364         ret = 0;
365 out:
366         return ret;
367 }
368
369 /*
370  * Load up this CPU's radix_tree_node buffer with sufficient objects to
371  * ensure that the addition of a single element in the tree cannot fail.  On
372  * success, return zero, with preemption disabled.  On error, return -ENOMEM
373  * with preemption not disabled.
374  *
375  * To make use of this facility, the radix tree must be initialised without
376  * __GFP_DIRECT_RECLAIM being passed to INIT_RADIX_TREE().
377  */
378 int radix_tree_preload(gfp_t gfp_mask)
379 {
380         /* Warn on non-sensical use... */
381         WARN_ON_ONCE(!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask));
382         return __radix_tree_preload(gfp_mask);
383 }
384 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_preload);
385
386 /*
387  * The same as above function, except we don't guarantee preloading happens.
388  * We do it, if we decide it helps. On success, return zero with preemption
389  * disabled. On error, return -ENOMEM with preemption not disabled.
390  */
391 int radix_tree_maybe_preload(gfp_t gfp_mask)
392 {
393         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
394                 return __radix_tree_preload(gfp_mask);
395         /* Preloading doesn't help anything with this gfp mask, skip it */
396         preempt_disable();
397         return 0;
398 }
399 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_maybe_preload);
400
401 /*
402  *      Return the maximum key which can be store into a
403  *      radix tree with height HEIGHT.
404  */
405 static inline unsigned long radix_tree_maxindex(unsigned int height)
406 {
407         return height_to_maxindex[height];
408 }
409
410 static inline unsigned long node_maxindex(struct radix_tree_node *node)
411 {
412         return radix_tree_maxindex(node->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK);
413 }
414
415 static unsigned radix_tree_load_root(struct radix_tree_root *root,
416                 struct radix_tree_node **nodep, unsigned long *maxindex)
417 {
418         struct radix_tree_node *node = rcu_dereference_raw(root->rnode);
419
420         *nodep = node;
421
422         if (likely(radix_tree_is_indirect_ptr(node))) {
423                 node = indirect_to_ptr(node);
424                 *maxindex = node_maxindex(node);
425                 return (node->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK) *
426                         RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
427         }
428
429         *maxindex = 0;
430         return 0;
431 }
432
433 /*
434  *      Extend a radix tree so it can store key @index.
435  */
436 static int radix_tree_extend(struct radix_tree_root *root,
437                                 unsigned long index)
438 {
439         struct radix_tree_node *node;
440         struct radix_tree_node *slot;
441         unsigned int height;
442         int tag;
443
444         /* Figure out what the height should be.  */
445         height = root->height + 1;
446         while (index > radix_tree_maxindex(height))
447                 height++;
448
449         if (root->rnode == NULL) {
450                 root->height = height;
451                 goto out;
452         }
453
454         do {
455                 unsigned int newheight;
456                 if (!(node = radix_tree_node_alloc(root)))
457                         return -ENOMEM;
458
459                 /* Propagate the aggregated tag info into the new root */
460                 for (tag = 0; tag < RADIX_TREE_MAX_TAGS; tag++) {
461                         if (root_tag_get(root, tag))
462                                 tag_set(node, tag, 0);
463                 }
464
465                 /* Increase the height.  */
466                 newheight = root->height+1;
467                 BUG_ON(newheight & ~RADIX_TREE_HEIGHT_MASK);
468                 node->path = newheight;
469                 node->count = 1;
470                 node->parent = NULL;
471                 slot = root->rnode;
472                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(slot)) {
473                         slot = indirect_to_ptr(slot);
474                         slot->parent = node;
475                         slot = ptr_to_indirect(slot);
476                 }
477                 node->slots[0] = slot;
478                 node = ptr_to_indirect(node);
479                 rcu_assign_pointer(root->rnode, node);
480                 root->height = newheight;
481         } while (height > root->height);
482 out:
483         return height * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
484 }
485
486 /**
487  *      __radix_tree_create     -       create a slot in a radix tree
488  *      @root:          radix tree root
489  *      @index:         index key
490  *      @order:         index occupies 2^order aligned slots
491  *      @nodep:         returns node
492  *      @slotp:         returns slot
493  *
494  *      Create, if necessary, and return the node and slot for an item
495  *      at position @index in the radix tree @root.
496  *
497  *      Until there is more than one item in the tree, no nodes are
498  *      allocated and @root->rnode is used as a direct slot instead of
499  *      pointing to a node, in which case *@nodep will be NULL.
500  *
501  *      Returns -ENOMEM, or 0 for success.
502  */
503 int __radix_tree_create(struct radix_tree_root *root, unsigned long index,
504                         unsigned order, struct radix_tree_node **nodep,
505                         void ***slotp)
506 {
507         struct radix_tree_node *node = NULL, *slot;
508         unsigned long maxindex;
509         unsigned int height, shift, offset;
510         unsigned long max = index | ((1UL << order) - 1);
511
512         shift = radix_tree_load_root(root, &slot, &maxindex);
513
514         /* Make sure the tree is high enough.  */
515         if (max > maxindex) {
516                 int error = radix_tree_extend(root, max);
517                 if (error < 0)
518                         return error;
519                 shift = error;
520                 slot = root->rnode;
521                 if (order == shift) {
522                         shift += RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
523                         root->height++;
524                 }
525         }
526
527         height = root->height;
528
529         offset = 0;                     /* uninitialised var warning */
530         while (shift > order) {
531                 if (slot == NULL) {
532                         /* Have to add a child node.  */
533                         if (!(slot = radix_tree_node_alloc(root)))
534                                 return -ENOMEM;
535                         slot->path = height;
536                         slot->parent = node;
537                         if (node) {
538                                 rcu_assign_pointer(node->slots[offset],
539                                                         ptr_to_indirect(slot));
540                                 node->count++;
541                                 slot->path |= offset << RADIX_TREE_HEIGHT_SHIFT;
542                         } else
543                                 rcu_assign_pointer(root->rnode,
544                                                         ptr_to_indirect(slot));
545                 } else if (!radix_tree_is_indirect_ptr(slot))
546                         break;
547
548                 /* Go a level down */
549                 height--;
550                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
551                 node = indirect_to_ptr(slot);
552                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
553                 offset = radix_tree_descend(node, &slot, offset);
554         }
555
556 #ifdef CONFIG_RADIX_TREE_MULTIORDER
557         /* Insert pointers to the canonical entry */
558         if (order > shift) {
559                 int i, n = 1 << (order - shift);
560                 offset = offset & ~(n - 1);
561                 slot = ptr_to_indirect(&node->slots[offset]);
562                 for (i = 0; i < n; i++) {
563                         if (node->slots[offset + i])
564                                 return -EEXIST;
565                 }
566
567                 for (i = 1; i < n; i++) {
568                         rcu_assign_pointer(node->slots[offset + i], slot);
569                         node->count++;
570                 }
571         }
572 #endif
573
574         if (nodep)
575                 *nodep = node;
576         if (slotp)
577                 *slotp = node ? node->slots + offset : (void **)&root->rnode;
578         return 0;
579 }
580
581 /**
582  *      __radix_tree_insert    -    insert into a radix tree
583  *      @root:          radix tree root
584  *      @index:         index key
585  *      @order:         key covers the 2^order indices around index
586  *      @item:          item to insert
587  *
588  *      Insert an item into the radix tree at position @index.
589  */
590 int __radix_tree_insert(struct radix_tree_root *root, unsigned long index,
591                         unsigned order, void *item)
592 {
593         struct radix_tree_node *node;
594         void **slot;
595         int error;
596
597         BUG_ON(radix_tree_is_indirect_ptr(item));
598
599         error = __radix_tree_create(root, index, order, &node, &slot);
600         if (error)
601                 return error;
602         if (*slot != NULL)
603                 return -EEXIST;
604         rcu_assign_pointer(*slot, item);
605
606         if (node) {
607                 unsigned offset = get_slot_offset(node, slot);
608                 node->count++;
609                 BUG_ON(tag_get(node, 0, offset));
610                 BUG_ON(tag_get(node, 1, offset));
611                 BUG_ON(tag_get(node, 2, offset));
612         } else {
613                 BUG_ON(root_tags_get(root));
614         }
615
616         return 0;
617 }
618 EXPORT_SYMBOL(__radix_tree_insert);
619
620 /**
621  *      __radix_tree_lookup     -       lookup an item in a radix tree
622  *      @root:          radix tree root
623  *      @index:         index key
624  *      @nodep:         returns node
625  *      @slotp:         returns slot
626  *
627  *      Lookup and return the item at position @index in the radix
628  *      tree @root.
629  *
630  *      Until there is more than one item in the tree, no nodes are
631  *      allocated and @root->rnode is used as a direct slot instead of
632  *      pointing to a node, in which case *@nodep will be NULL.
633  */
634 void *__radix_tree_lookup(struct radix_tree_root *root, unsigned long index,
635                           struct radix_tree_node **nodep, void ***slotp)
636 {
637         struct radix_tree_node *node, *parent;
638         unsigned long maxindex;
639         unsigned int shift;
640         void **slot;
641
642  restart:
643         parent = NULL;
644         slot = (void **)&root->rnode;
645         shift = radix_tree_load_root(root, &node, &maxindex);
646         if (index > maxindex)
647                 return NULL;
648
649         while (radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
650                 unsigned offset;
651
652                 if (node == RADIX_TREE_RETRY)
653                         goto restart;
654                 parent = indirect_to_ptr(node);
655                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
656                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
657                 offset = radix_tree_descend(parent, &node, offset);
658                 slot = parent->slots + offset;
659         }
660
661         if (nodep)
662                 *nodep = parent;
663         if (slotp)
664                 *slotp = slot;
665         return node;
666 }
667
668 /**
669  *      radix_tree_lookup_slot    -    lookup a slot in a radix tree
670  *      @root:          radix tree root
671  *      @index:         index key
672  *
673  *      Returns:  the slot corresponding to the position @index in the
674  *      radix tree @root. This is useful for update-if-exists operations.
675  *
676  *      This function can be called under rcu_read_lock iff the slot is not
677  *      modified by radix_tree_replace_slot, otherwise it must be called
678  *      exclusive from other writers. Any dereference of the slot must be done
679  *      using radix_tree_deref_slot.
680  */
681 void **radix_tree_lookup_slot(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
682 {
683         void **slot;
684
685         if (!__radix_tree_lookup(root, index, NULL, &slot))
686                 return NULL;
687         return slot;
688 }
689 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_lookup_slot);
690
691 /**
692  *      radix_tree_lookup    -    perform lookup operation on a radix tree
693  *      @root:          radix tree root
694  *      @index:         index key
695  *
696  *      Lookup the item at the position @index in the radix tree @root.
697  *
698  *      This function can be called under rcu_read_lock, however the caller
699  *      must manage lifetimes of leaf nodes (eg. RCU may also be used to free
700  *      them safely). No RCU barriers are required to access or modify the
701  *      returned item, however.
702  */
703 void *radix_tree_lookup(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
704 {
705         return __radix_tree_lookup(root, index, NULL, NULL);
706 }
707 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_lookup);
708
709 /**
710  *      radix_tree_tag_set - set a tag on a radix tree node
711  *      @root:          radix tree root
712  *      @index:         index key
713  *      @tag:           tag index
714  *
715  *      Set the search tag (which must be < RADIX_TREE_MAX_TAGS)
716  *      corresponding to @index in the radix tree.  From
717  *      the root all the way down to the leaf node.
718  *
719  *      Returns the address of the tagged item.   Setting a tag on a not-present
720  *      item is a bug.
721  */
722 void *radix_tree_tag_set(struct radix_tree_root *root,
723                         unsigned long index, unsigned int tag)
724 {
725         struct radix_tree_node *node, *parent;
726         unsigned long maxindex;
727         unsigned int shift;
728
729         shift = radix_tree_load_root(root, &node, &maxindex);
730         BUG_ON(index > maxindex);
731
732         while (radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
733                 unsigned offset;
734
735                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
736                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
737
738                 parent = indirect_to_ptr(node);
739                 offset = radix_tree_descend(parent, &node, offset);
740                 BUG_ON(!node);
741
742                 if (!tag_get(parent, tag, offset))
743                         tag_set(parent, tag, offset);
744         }
745
746         /* set the root's tag bit */
747         if (!root_tag_get(root, tag))
748                 root_tag_set(root, tag);
749
750         return node;
751 }
752 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tag_set);
753
754 /**
755  *      radix_tree_tag_clear - clear a tag on a radix tree node
756  *      @root:          radix tree root
757  *      @index:         index key
758  *      @tag:           tag index
759  *
760  *      Clear the search tag (which must be < RADIX_TREE_MAX_TAGS)
761  *      corresponding to @index in the radix tree.  If
762  *      this causes the leaf node to have no tags set then clear the tag in the
763  *      next-to-leaf node, etc.
764  *
765  *      Returns the address of the tagged item on success, else NULL.  ie:
766  *      has the same return value and semantics as radix_tree_lookup().
767  */
768 void *radix_tree_tag_clear(struct radix_tree_root *root,
769                         unsigned long index, unsigned int tag)
770 {
771         struct radix_tree_node *node, *parent;
772         unsigned long maxindex;
773         unsigned int shift;
774         int uninitialized_var(offset);
775
776         shift = radix_tree_load_root(root, &node, &maxindex);
777         if (index > maxindex)
778                 return NULL;
779
780         parent = NULL;
781
782         while (radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
783                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
784                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
785
786                 parent = indirect_to_ptr(node);
787                 offset = radix_tree_descend(parent, &node, offset);
788         }
789
790         if (node == NULL)
791                 goto out;
792
793         index >>= shift;
794
795         while (parent) {
796                 if (!tag_get(parent, tag, offset))
797                         goto out;
798                 tag_clear(parent, tag, offset);
799                 if (any_tag_set(parent, tag))
800                         goto out;
801
802                 index >>= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
803                 offset = index & RADIX_TREE_MAP_MASK;
804                 parent = parent->parent;
805         }
806
807         /* clear the root's tag bit */
808         if (root_tag_get(root, tag))
809                 root_tag_clear(root, tag);
810
811 out:
812         return node;
813 }
814 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tag_clear);
815
816 /**
817  * radix_tree_tag_get - get a tag on a radix tree node
818  * @root:               radix tree root
819  * @index:              index key
820  * @tag:                tag index (< RADIX_TREE_MAX_TAGS)
821  *
822  * Return values:
823  *
824  *  0: tag not present or not set
825  *  1: tag set
826  *
827  * Note that the return value of this function may not be relied on, even if
828  * the RCU lock is held, unless tag modification and node deletion are excluded
829  * from concurrency.
830  */
831 int radix_tree_tag_get(struct radix_tree_root *root,
832                         unsigned long index, unsigned int tag)
833 {
834         struct radix_tree_node *node, *parent;
835         unsigned long maxindex;
836         unsigned int shift;
837
838         if (!root_tag_get(root, tag))
839                 return 0;
840
841         shift = radix_tree_load_root(root, &node, &maxindex);
842         if (index > maxindex)
843                 return 0;
844         if (node == NULL)
845                 return 0;
846
847         while (radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
848                 int offset;
849
850                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
851                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
852
853                 parent = indirect_to_ptr(node);
854                 offset = radix_tree_descend(parent, &node, offset);
855
856                 if (!node)
857                         return 0;
858                 if (!tag_get(parent, tag, offset))
859                         return 0;
860                 if (node == RADIX_TREE_RETRY)
861                         break;
862         }
863
864         return 1;
865 }
866 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tag_get);
867
868 static inline void __set_iter_shift(struct radix_tree_iter *iter,
869                                         unsigned int shift)
870 {
871 #ifdef CONFIG_RADIX_TREE_MULTIORDER
872         iter->shift = shift;
873 #endif
874 }
875
876 /**
877  * radix_tree_next_chunk - find next chunk of slots for iteration
878  *
879  * @root:       radix tree root
880  * @iter:       iterator state
881  * @flags:      RADIX_TREE_ITER_* flags and tag index
882  * Returns:     pointer to chunk first slot, or NULL if iteration is over
883  */
884 void **radix_tree_next_chunk(struct radix_tree_root *root,
885                              struct radix_tree_iter *iter, unsigned flags)
886 {
887         unsigned shift, tag = flags & RADIX_TREE_ITER_TAG_MASK;
888         struct radix_tree_node *rnode, *node;
889         unsigned long index, offset, maxindex;
890
891         if ((flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED) && !root_tag_get(root, tag))
892                 return NULL;
893
894         /*
895          * Catch next_index overflow after ~0UL. iter->index never overflows
896          * during iterating; it can be zero only at the beginning.
897          * And we cannot overflow iter->next_index in a single step,
898          * because RADIX_TREE_MAP_SHIFT < BITS_PER_LONG.
899          *
900          * This condition also used by radix_tree_next_slot() to stop
901          * contiguous iterating, and forbid swithing to the next chunk.
902          */
903         index = iter->next_index;
904         if (!index && iter->index)
905                 return NULL;
906
907  restart:
908         shift = radix_tree_load_root(root, &rnode, &maxindex);
909         if (index > maxindex)
910                 return NULL;
911
912         if (radix_tree_is_indirect_ptr(rnode)) {
913                 rnode = indirect_to_ptr(rnode);
914         } else if (rnode) {
915                 /* Single-slot tree */
916                 iter->index = index;
917                 iter->next_index = maxindex + 1;
918                 iter->tags = 1;
919                 __set_iter_shift(iter, shift);
920                 return (void **)&root->rnode;
921         } else
922                 return NULL;
923
924         shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
925         offset = index >> shift;
926
927         node = rnode;
928         while (1) {
929                 struct radix_tree_node *slot;
930                 unsigned new_off = radix_tree_descend(node, &slot, offset);
931
932                 if (new_off < offset) {
933                         offset = new_off;
934                         index &= ~((RADIX_TREE_MAP_SIZE << shift) - 1);
935                         index |= offset << shift;
936                 }
937
938                 if ((flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED) ?
939                                 !tag_get(node, tag, offset) : !slot) {
940                         /* Hole detected */
941                         if (flags & RADIX_TREE_ITER_CONTIG)
942                                 return NULL;
943
944                         if (flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED)
945                                 offset = radix_tree_find_next_bit(
946                                                 node->tags[tag],
947                                                 RADIX_TREE_MAP_SIZE,
948                                                 offset + 1);
949                         else
950                                 while (++offset < RADIX_TREE_MAP_SIZE) {
951                                         void *slot = node->slots[offset];
952                                         if (is_sibling_entry(node, slot))
953                                                 continue;
954                                         if (slot)
955                                                 break;
956                                 }
957                         index &= ~((RADIX_TREE_MAP_SIZE << shift) - 1);
958                         index += offset << shift;
959                         /* Overflow after ~0UL */
960                         if (!index)
961                                 return NULL;
962                         if (offset == RADIX_TREE_MAP_SIZE)
963                                 goto restart;
964                         slot = rcu_dereference_raw(node->slots[offset]);
965                 }
966
967                 if ((slot == NULL) || (slot == RADIX_TREE_RETRY))
968                         goto restart;
969                 if (!radix_tree_is_indirect_ptr(slot))
970                         break;
971
972                 node = indirect_to_ptr(slot);
973                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
974                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
975         }
976
977         /* Update the iterator state */
978         iter->index = index & ~((1 << shift) - 1);
979         iter->next_index = (index | ((RADIX_TREE_MAP_SIZE << shift) - 1)) + 1;
980         __set_iter_shift(iter, shift);
981
982         /* Construct iter->tags bit-mask from node->tags[tag] array */
983         if (flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED) {
984                 unsigned tag_long, tag_bit;
985
986                 tag_long = offset / BITS_PER_LONG;
987                 tag_bit  = offset % BITS_PER_LONG;
988                 iter->tags = node->tags[tag][tag_long] >> tag_bit;
989                 /* This never happens if RADIX_TREE_TAG_LONGS == 1 */
990                 if (tag_long < RADIX_TREE_TAG_LONGS - 1) {
991                         /* Pick tags from next element */
992                         if (tag_bit)
993                                 iter->tags |= node->tags[tag][tag_long + 1] <<
994                                                 (BITS_PER_LONG - tag_bit);
995                         /* Clip chunk size, here only BITS_PER_LONG tags */
996                         iter->next_index = index + BITS_PER_LONG;
997                 }
998         }
999
1000         return node->slots + offset;
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_next_chunk);
1003
1004 /**
1005  * radix_tree_range_tag_if_tagged - for each item in given range set given
1006  *                                 tag if item has another tag set
1007  * @root:               radix tree root
1008  * @first_indexp:       pointer to a starting index of a range to scan
1009  * @last_index:         last index of a range to scan
1010  * @nr_to_tag:          maximum number items to tag
1011  * @iftag:              tag index to test
1012  * @settag:             tag index to set if tested tag is set
1013  *
1014  * This function scans range of radix tree from first_index to last_index
1015  * (inclusive).  For each item in the range if iftag is set, the function sets
1016  * also settag. The function stops either after tagging nr_to_tag items or
1017  * after reaching last_index.
1018  *
1019  * The tags must be set from the leaf level only and propagated back up the
1020  * path to the root. We must do this so that we resolve the full path before
1021  * setting any tags on intermediate nodes. If we set tags as we descend, then
1022  * we can get to the leaf node and find that the index that has the iftag
1023  * set is outside the range we are scanning. This reults in dangling tags and
1024  * can lead to problems with later tag operations (e.g. livelocks on lookups).
1025  *
1026  * The function returns number of leaves where the tag was set and sets
1027  * *first_indexp to the first unscanned index.
1028  * WARNING! *first_indexp can wrap if last_index is ULONG_MAX. Caller must
1029  * be prepared to handle that.
1030  */
1031 unsigned long radix_tree_range_tag_if_tagged(struct radix_tree_root *root,
1032                 unsigned long *first_indexp, unsigned long last_index,
1033                 unsigned long nr_to_tag,
1034                 unsigned int iftag, unsigned int settag)
1035 {
1036         struct radix_tree_node *slot, *node = NULL;
1037         unsigned long maxindex;
1038         unsigned int shift = radix_tree_load_root(root, &slot, &maxindex);
1039         unsigned long tagged = 0;
1040         unsigned long index = *first_indexp;
1041
1042         last_index = min(last_index, maxindex);
1043         if (index > last_index)
1044                 return 0;
1045         if (!nr_to_tag)
1046                 return 0;
1047         if (!root_tag_get(root, iftag)) {
1048                 *first_indexp = last_index + 1;
1049                 return 0;
1050         }
1051         if (!radix_tree_is_indirect_ptr(slot)) {
1052                 *first_indexp = last_index + 1;
1053                 root_tag_set(root, settag);
1054                 return 1;
1055         }
1056
1057         node = indirect_to_ptr(slot);
1058         shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1059
1060         for (;;) {
1061                 unsigned long upindex;
1062                 unsigned offset;
1063
1064                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1065                 offset = radix_tree_descend(node, &slot, offset);
1066                 if (!slot)
1067                         goto next;
1068                 if (!tag_get(node, iftag, offset))
1069                         goto next;
1070                 /* Sibling slots never have tags set on them */
1071                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(slot)) {
1072                         node = indirect_to_ptr(slot);
1073                         shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1074                         continue;
1075                 }
1076
1077                 /* tag the leaf */
1078                 tagged++;
1079                 tag_set(node, settag, offset);
1080
1081                 slot = node->parent;
1082                 /* walk back up the path tagging interior nodes */
1083                 upindex = index >> shift;
1084                 while (slot) {
1085                         upindex >>= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1086                         offset = upindex & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1087
1088                         /* stop if we find a node with the tag already set */
1089                         if (tag_get(slot, settag, offset))
1090                                 break;
1091                         tag_set(slot, settag, offset);
1092                         slot = slot->parent;
1093                 }
1094
1095  next:
1096                 /* Go to next item at level determined by 'shift' */
1097                 index = ((index >> shift) + 1) << shift;
1098                 /* Overflow can happen when last_index is ~0UL... */
1099                 if (index > last_index || !index)
1100                         break;
1101                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1102                 while (offset == 0) {
1103                         /*
1104                          * We've fully scanned this node. Go up. Because
1105                          * last_index is guaranteed to be in the tree, what
1106                          * we do below cannot wander astray.
1107                          */
1108                         node = node->parent;
1109                         shift += RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1110                         offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1111                 }
1112                 if (is_sibling_entry(node, node->slots[offset]))
1113                         goto next;
1114                 if (tagged >= nr_to_tag)
1115                         break;
1116         }
1117         /*
1118          * We need not to tag the root tag if there is no tag which is set with
1119          * settag within the range from *first_indexp to last_index.
1120          */
1121         if (tagged > 0)
1122                 root_tag_set(root, settag);
1123         *first_indexp = index;
1124
1125         return tagged;
1126 }
1127 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_range_tag_if_tagged);
1128
1129 /**
1130  *      radix_tree_gang_lookup - perform multiple lookup on a radix tree
1131  *      @root:          radix tree root
1132  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1133  *      @first_index:   start the lookup from this key
1134  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1135  *
1136  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items.  Places
1137  *      them at *@results and returns the number of items which were placed at
1138  *      *@results.
1139  *
1140  *      The implementation is naive.
1141  *
1142  *      Like radix_tree_lookup, radix_tree_gang_lookup may be called under
1143  *      rcu_read_lock. In this case, rather than the returned results being
1144  *      an atomic snapshot of the tree at a single point in time, the semantics
1145  *      of an RCU protected gang lookup are as though multiple radix_tree_lookups
1146  *      have been issued in individual locks, and results stored in 'results'.
1147  */
1148 unsigned int
1149 radix_tree_gang_lookup(struct radix_tree_root *root, void **results,
1150                         unsigned long first_index, unsigned int max_items)
1151 {
1152         struct radix_tree_iter iter;
1153         void **slot;
1154         unsigned int ret = 0;
1155
1156         if (unlikely(!max_items))
1157                 return 0;
1158
1159         radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, first_index) {
1160                 results[ret] = rcu_dereference_raw(*slot);
1161                 if (!results[ret])
1162                         continue;
1163                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(results[ret])) {
1164                         slot = radix_tree_iter_retry(&iter);
1165                         continue;
1166                 }
1167                 if (++ret == max_items)
1168                         break;
1169         }
1170
1171         return ret;
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup);
1174
1175 /**
1176  *      radix_tree_gang_lookup_slot - perform multiple slot lookup on radix tree
1177  *      @root:          radix tree root
1178  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1179  *      @indices:       where their indices should be placed (but usually NULL)
1180  *      @first_index:   start the lookup from this key
1181  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1182  *
1183  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items.  Places
1184  *      their slots at *@results and returns the number of items which were
1185  *      placed at *@results.
1186  *
1187  *      The implementation is naive.
1188  *
1189  *      Like radix_tree_gang_lookup as far as RCU and locking goes. Slots must
1190  *      be dereferenced with radix_tree_deref_slot, and if using only RCU
1191  *      protection, radix_tree_deref_slot may fail requiring a retry.
1192  */
1193 unsigned int
1194 radix_tree_gang_lookup_slot(struct radix_tree_root *root,
1195                         void ***results, unsigned long *indices,
1196                         unsigned long first_index, unsigned int max_items)
1197 {
1198         struct radix_tree_iter iter;
1199         void **slot;
1200         unsigned int ret = 0;
1201
1202         if (unlikely(!max_items))
1203                 return 0;
1204
1205         radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, first_index) {
1206                 results[ret] = slot;
1207                 if (indices)
1208                         indices[ret] = iter.index;
1209                 if (++ret == max_items)
1210                         break;
1211         }
1212
1213         return ret;
1214 }
1215 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup_slot);
1216
1217 /**
1218  *      radix_tree_gang_lookup_tag - perform multiple lookup on a radix tree
1219  *                                   based on a tag
1220  *      @root:          radix tree root
1221  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1222  *      @first_index:   start the lookup from this key
1223  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1224  *      @tag:           the tag index (< RADIX_TREE_MAX_TAGS)
1225  *
1226  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items which
1227  *      have the tag indexed by @tag set.  Places the items at *@results and
1228  *      returns the number of items which were placed at *@results.
1229  */
1230 unsigned int
1231 radix_tree_gang_lookup_tag(struct radix_tree_root *root, void **results,
1232                 unsigned long first_index, unsigned int max_items,
1233                 unsigned int tag)
1234 {
1235         struct radix_tree_iter iter;
1236         void **slot;
1237         unsigned int ret = 0;
1238
1239         if (unlikely(!max_items))
1240                 return 0;
1241
1242         radix_tree_for_each_tagged(slot, root, &iter, first_index, tag) {
1243                 results[ret] = rcu_dereference_raw(*slot);
1244                 if (!results[ret])
1245                         continue;
1246                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(results[ret])) {
1247                         slot = radix_tree_iter_retry(&iter);
1248                         continue;
1249                 }
1250                 if (++ret == max_items)
1251                         break;
1252         }
1253
1254         return ret;
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup_tag);
1257
1258 /**
1259  *      radix_tree_gang_lookup_tag_slot - perform multiple slot lookup on a
1260  *                                        radix tree based on a tag
1261  *      @root:          radix tree root
1262  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1263  *      @first_index:   start the lookup from this key
1264  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1265  *      @tag:           the tag index (< RADIX_TREE_MAX_TAGS)
1266  *
1267  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items which
1268  *      have the tag indexed by @tag set.  Places the slots at *@results and
1269  *      returns the number of slots which were placed at *@results.
1270  */
1271 unsigned int
1272 radix_tree_gang_lookup_tag_slot(struct radix_tree_root *root, void ***results,
1273                 unsigned long first_index, unsigned int max_items,
1274                 unsigned int tag)
1275 {
1276         struct radix_tree_iter iter;
1277         void **slot;
1278         unsigned int ret = 0;
1279
1280         if (unlikely(!max_items))
1281                 return 0;
1282
1283         radix_tree_for_each_tagged(slot, root, &iter, first_index, tag) {
1284                 results[ret] = slot;
1285                 if (++ret == max_items)
1286                         break;
1287         }
1288
1289         return ret;
1290 }
1291 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup_tag_slot);
1292
1293 #if defined(CONFIG_SHMEM) && defined(CONFIG_SWAP)
1294 #include <linux/sched.h> /* for cond_resched() */
1295
1296 struct locate_info {
1297         unsigned long found_index;
1298         bool stop;
1299 };
1300
1301 /*
1302  * This linear search is at present only useful to shmem_unuse_inode().
1303  */
1304 static unsigned long __locate(struct radix_tree_node *slot, void *item,
1305                               unsigned long index, struct locate_info *info)
1306 {
1307         unsigned int shift, height;
1308         unsigned long i;
1309
1310         height = slot->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK;
1311         shift = height * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1312
1313         do {
1314                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1315
1316                 for (i = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1317                      i < RADIX_TREE_MAP_SIZE;
1318                      i++, index += (1UL << shift)) {
1319                         struct radix_tree_node *node =
1320                                         rcu_dereference_raw(slot->slots[i]);
1321                         if (node == RADIX_TREE_RETRY)
1322                                 goto out;
1323                         if (!radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
1324                                 if (node == item) {
1325                                         info->found_index = index;
1326                                         info->stop = true;
1327                                         goto out;
1328                                 }
1329                                 continue;
1330                         }
1331                         node = indirect_to_ptr(node);
1332                         if (is_sibling_entry(slot, node))
1333                                 continue;
1334                         slot = node;
1335                         break;
1336                 }
1337                 if (i == RADIX_TREE_MAP_SIZE)
1338                         break;
1339         } while (shift);
1340
1341 out:
1342         if ((index == 0) && (i == RADIX_TREE_MAP_SIZE))
1343                 info->stop = true;
1344         return index;
1345 }
1346
1347 /**
1348  *      radix_tree_locate_item - search through radix tree for item
1349  *      @root:          radix tree root
1350  *      @item:          item to be found
1351  *
1352  *      Returns index where item was found, or -1 if not found.
1353  *      Caller must hold no lock (since this time-consuming function needs
1354  *      to be preemptible), and must check afterwards if item is still there.
1355  */
1356 unsigned long radix_tree_locate_item(struct radix_tree_root *root, void *item)
1357 {
1358         struct radix_tree_node *node;
1359         unsigned long max_index;
1360         unsigned long cur_index = 0;
1361         struct locate_info info = {
1362                 .found_index = -1,
1363                 .stop = false,
1364         };
1365
1366         do {
1367                 rcu_read_lock();
1368                 node = rcu_dereference_raw(root->rnode);
1369                 if (!radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
1370                         rcu_read_unlock();
1371                         if (node == item)
1372                                 info.found_index = 0;
1373                         break;
1374                 }
1375
1376                 node = indirect_to_ptr(node);
1377
1378                 max_index = node_maxindex(node);
1379                 if (cur_index > max_index) {
1380                         rcu_read_unlock();
1381                         break;
1382                 }
1383
1384                 cur_index = __locate(node, item, cur_index, &info);
1385                 rcu_read_unlock();
1386                 cond_resched();
1387         } while (!info.stop && cur_index <= max_index);
1388
1389         return info.found_index;
1390 }
1391 #else
1392 unsigned long radix_tree_locate_item(struct radix_tree_root *root, void *item)
1393 {
1394         return -1;
1395 }
1396 #endif /* CONFIG_SHMEM && CONFIG_SWAP */
1397
1398 /**
1399  *      radix_tree_shrink    -    shrink height of a radix tree to minimal
1400  *      @root           radix tree root
1401  */
1402 static inline void radix_tree_shrink(struct radix_tree_root *root)
1403 {
1404         /* try to shrink tree height */
1405         while (root->height > 0) {
1406                 struct radix_tree_node *to_free = root->rnode;
1407                 struct radix_tree_node *slot;
1408
1409                 BUG_ON(!radix_tree_is_indirect_ptr(to_free));
1410                 to_free = indirect_to_ptr(to_free);
1411
1412                 /*
1413                  * The candidate node has more than one child, or its child
1414                  * is not at the leftmost slot, or it is a multiorder entry,
1415                  * we cannot shrink.
1416                  */
1417                 if (to_free->count != 1)
1418                         break;
1419                 slot = to_free->slots[0];
1420                 if (!slot)
1421                         break;
1422                 if (!radix_tree_is_indirect_ptr(slot) && (root->height > 1))
1423                         break;
1424
1425                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(slot)) {
1426                         slot = indirect_to_ptr(slot);
1427                         slot->parent = NULL;
1428                         slot = ptr_to_indirect(slot);
1429                 }
1430
1431                 /*
1432                  * We don't need rcu_assign_pointer(), since we are simply
1433                  * moving the node from one part of the tree to another: if it
1434                  * was safe to dereference the old pointer to it
1435                  * (to_free->slots[0]), it will be safe to dereference the new
1436                  * one (root->rnode) as far as dependent read barriers go.
1437                  */
1438                 root->rnode = slot;
1439                 root->height--;
1440
1441                 /*
1442                  * We have a dilemma here. The node's slot[0] must not be
1443                  * NULLed in case there are concurrent lookups expecting to
1444                  * find the item. However if this was a bottom-level node,
1445                  * then it may be subject to the slot pointer being visible
1446                  * to callers dereferencing it. If item corresponding to
1447                  * slot[0] is subsequently deleted, these callers would expect
1448                  * their slot to become empty sooner or later.
1449                  *
1450                  * For example, lockless pagecache will look up a slot, deref
1451                  * the page pointer, and if the page is 0 refcount it means it
1452                  * was concurrently deleted from pagecache so try the deref
1453                  * again. Fortunately there is already a requirement for logic
1454                  * to retry the entire slot lookup -- the indirect pointer
1455                  * problem (replacing direct root node with an indirect pointer
1456                  * also results in a stale slot). So tag the slot as indirect
1457                  * to force callers to retry.
1458                  */
1459                 if (!radix_tree_is_indirect_ptr(slot))
1460                         to_free->slots[0] = RADIX_TREE_RETRY;
1461
1462                 radix_tree_node_free(to_free);
1463         }
1464 }
1465
1466 /**
1467  *      __radix_tree_delete_node    -    try to free node after clearing a slot
1468  *      @root:          radix tree root
1469  *      @node:          node containing @index
1470  *
1471  *      After clearing the slot at @index in @node from radix tree
1472  *      rooted at @root, call this function to attempt freeing the
1473  *      node and shrinking the tree.
1474  *
1475  *      Returns %true if @node was freed, %false otherwise.
1476  */
1477 bool __radix_tree_delete_node(struct radix_tree_root *root,
1478                               struct radix_tree_node *node)
1479 {
1480         bool deleted = false;
1481
1482         do {
1483                 struct radix_tree_node *parent;
1484
1485                 if (node->count) {
1486                         if (node == indirect_to_ptr(root->rnode)) {
1487                                 radix_tree_shrink(root);
1488                                 if (root->height == 0)
1489                                         deleted = true;
1490                         }
1491                         return deleted;
1492                 }
1493
1494                 parent = node->parent;
1495                 if (parent) {
1496                         unsigned int offset;
1497
1498                         offset = node->path >> RADIX_TREE_HEIGHT_SHIFT;
1499                         parent->slots[offset] = NULL;
1500                         parent->count--;
1501                 } else {
1502                         root_tag_clear_all(root);
1503                         root->height = 0;
1504                         root->rnode = NULL;
1505                 }
1506
1507                 radix_tree_node_free(node);
1508                 deleted = true;
1509
1510                 node = parent;
1511         } while (node);
1512
1513         return deleted;
1514 }
1515
1516 static inline void delete_sibling_entries(struct radix_tree_node *node,
1517                                         void *ptr, unsigned offset)
1518 {
1519 #ifdef CONFIG_RADIX_TREE_MULTIORDER
1520         int i;
1521         for (i = 1; offset + i < RADIX_TREE_MAP_SIZE; i++) {
1522                 if (node->slots[offset + i] != ptr)
1523                         break;
1524                 node->slots[offset + i] = NULL;
1525                 node->count--;
1526         }
1527 #endif
1528 }
1529
1530 /**
1531  *      radix_tree_delete_item    -    delete an item from a radix tree
1532  *      @root:          radix tree root
1533  *      @index:         index key
1534  *      @item:          expected item
1535  *
1536  *      Remove @item at @index from the radix tree rooted at @root.
1537  *
1538  *      Returns the address of the deleted item, or NULL if it was not present
1539  *      or the entry at the given @index was not @item.
1540  */
1541 void *radix_tree_delete_item(struct radix_tree_root *root,
1542                              unsigned long index, void *item)
1543 {
1544         struct radix_tree_node *node;
1545         unsigned int offset;
1546         void **slot;
1547         void *entry;
1548         int tag;
1549
1550         entry = __radix_tree_lookup(root, index, &node, &slot);
1551         if (!entry)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (item && entry != item)
1555                 return NULL;
1556
1557         if (!node) {
1558                 root_tag_clear_all(root);
1559                 root->rnode = NULL;
1560                 return entry;
1561         }
1562
1563         offset = get_slot_offset(node, slot);
1564
1565         /*
1566          * Clear all tags associated with the item to be deleted.
1567          * This way of doing it would be inefficient, but seldom is any set.
1568          */
1569         for (tag = 0; tag < RADIX_TREE_MAX_TAGS; tag++) {
1570                 if (tag_get(node, tag, offset))
1571                         radix_tree_tag_clear(root, index, tag);
1572         }
1573
1574         delete_sibling_entries(node, ptr_to_indirect(slot), offset);
1575         node->slots[offset] = NULL;
1576         node->count--;
1577
1578         __radix_tree_delete_node(root, node);
1579
1580         return entry;
1581 }
1582 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_delete_item);
1583
1584 /**
1585  *      radix_tree_delete    -    delete an item from a radix tree
1586  *      @root:          radix tree root
1587  *      @index:         index key
1588  *
1589  *      Remove the item at @index from the radix tree rooted at @root.
1590  *
1591  *      Returns the address of the deleted item, or NULL if it was not present.
1592  */
1593 void *radix_tree_delete(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
1594 {
1595         return radix_tree_delete_item(root, index, NULL);
1596 }
1597 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_delete);
1598
1599 /**
1600  *      radix_tree_tagged - test whether any items in the tree are tagged
1601  *      @root:          radix tree root
1602  *      @tag:           tag to test
1603  */
1604 int radix_tree_tagged(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
1605 {
1606         return root_tag_get(root, tag);
1607 }
1608 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tagged);
1609
1610 static void
1611 radix_tree_node_ctor(void *arg)
1612 {
1613         struct radix_tree_node *node = arg;
1614
1615         memset(node, 0, sizeof(*node));
1616         INIT_LIST_HEAD(&node->private_list);
1617 }
1618
1619 static __init unsigned long __maxindex(unsigned int height)
1620 {
1621         unsigned int width = height * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1622         int shift = RADIX_TREE_INDEX_BITS - width;
1623
1624         if (shift < 0)
1625                 return ~0UL;
1626         if (shift >= BITS_PER_LONG)
1627                 return 0UL;
1628         return ~0UL >> shift;
1629 }
1630
1631 static __init void radix_tree_init_maxindex(void)
1632 {
1633         unsigned int i;
1634
1635         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(height_to_maxindex); i++)
1636                 height_to_maxindex[i] = __maxindex(i);
1637 }
1638
1639 static int radix_tree_callback(struct notifier_block *nfb,
1640                             unsigned long action,
1641                             void *hcpu)
1642 {
1643        int cpu = (long)hcpu;
1644        struct radix_tree_preload *rtp;
1645        struct radix_tree_node *node;
1646
1647        /* Free per-cpu pool of perloaded nodes */
1648        if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1649                rtp = &per_cpu(radix_tree_preloads, cpu);
1650                while (rtp->nr) {
1651                         node = rtp->nodes;
1652                         rtp->nodes = node->private_data;
1653                         kmem_cache_free(radix_tree_node_cachep, node);
1654                         rtp->nr--;
1655                }
1656        }
1657        return NOTIFY_OK;
1658 }
1659
1660 void __init radix_tree_init(void)
1661 {
1662         radix_tree_node_cachep = kmem_cache_create("radix_tree_node",
1663                         sizeof(struct radix_tree_node), 0,
1664                         SLAB_PANIC | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
1665                         radix_tree_node_ctor);
1666         radix_tree_init_maxindex();
1667         hotcpu_notifier(radix_tree_callback, 0);
1668 }