include/linux/idr.h

   1 /*
   2  * include/linux/idr.h
   3  *
   4  * 2002-10-18  written by Jim Houston jim.houston@ccur.com
   5  *      Copyright (C) 2002 by Concurrent Computer Corporation
   6  *      Distributed under the GNU GPL license version 2.
   7  *
   8  * Small id to pointer translation service avoiding fixed sized
   9  * tables.
  10  */
  11
  12 #ifndef __IDR_H__
  13 #define __IDR_H__
  14
  15 #include <linux/radix-tree.h>
  16 #include <linux/gfp.h>
  17 #include <linux/percpu.h>
  18
  19 struct idr {
  20         struct radix_tree_root  idr_rt;
  21         unsigned int            idr_base;
  22         unsigned int            idr_next;
  23 };
  24
  25 /*
  26  * The IDR API does not expose the tagging functionality of the radix tree
  27  * to users.  Use tag 0 to track whether a node has free space below it.
  28  */
  29 #define IDR_FREE        0
  30
  31 /* Set the IDR flag and the IDR_FREE tag */
  32 #define IDR_RT_MARKER   (ROOT_IS_IDR | (__force gfp_t)                  \
  33                                         (1 << (ROOT_TAG_SHIFT + IDR_FREE)))
  34
  35 #define IDR_INIT_BASE(name, base) {                                     \
  36         .idr_rt = RADIX_TREE_INIT(name, IDR_RT_MARKER),                 \
  37         .idr_base = (base),                                             \
  38         .idr_next = 0,                                                  \
  39 }
  40
  41 /**
  42  * IDR_INIT() - Initialise an IDR.
  43  * @name: Name of IDR.
  44  *
  45  * A freshly-initialised IDR contains no IDs.
  46  */
  47 #define IDR_INIT(name)  IDR_INIT_BASE(name, 0)
  48
  49 /**
  50  * DEFINE_IDR() - Define a statically-allocated IDR.
  51  * @name: Name of IDR.
  52  *
  53  * An IDR defined using this macro is ready for use with no additional
  54  * initialisation required.  It contains no IDs.
  55  */
  56 #define DEFINE_IDR(name)        struct idr name = IDR_INIT(name)
  57
  58 /**
  59  * idr_get_cursor - Return the current position of the cyclic allocator
  60  * @idr: idr handle
  61  *
  62  * The value returned is the value that will be next returned from
  63  * idr_alloc_cyclic() if it is free (otherwise the search will start from
  64  * this position).
  65  */
  66 static inline unsigned int idr_get_cursor(const struct idr *idr)
  67 {
  68         return READ_ONCE(idr->idr_next);
  69 }
  70
  71 /**
  72  * idr_set_cursor - Set the current position of the cyclic allocator
  73  * @idr: idr handle
  74  * @val: new position
  75  *
  76  * The next call to idr_alloc_cyclic() will return @val if it is free
  77  * (otherwise the search will start from this position).
  78  */
  79 static inline void idr_set_cursor(struct idr *idr, unsigned int val)
  80 {
  81         WRITE_ONCE(idr->idr_next, val);
  82 }
  83
  84 /**
  85  * DOC: idr sync
  86  * idr synchronization (stolen from radix-tree.h)
  87  *
  88  * idr_find() is able to be called locklessly, using RCU. The caller must
  89  * ensure calls to this function are made within rcu_read_lock() regions.
  90  * Other readers (lock-free or otherwise) and modifications may be running
  91  * concurrently.
  92  *
  93  * It is still required that the caller manage the synchronization and
  94  * lifetimes of the items. So if RCU lock-free lookups are used, typically
  95  * this would mean that the items have their own locks, or are amenable to
  96  * lock-free access; and that the items are freed by RCU (or only freed after
  97  * having been deleted from the idr tree *and* a synchronize_rcu() grace
  98  * period).
  99  */
 100
 101 void idr_preload(gfp_t gfp_mask);
 102
 103 int idr_alloc(struct idr *, void *ptr, int start, int end, gfp_t);
 104 int __must_check idr_alloc_u32(struct idr *, void *ptr, u32 *id,
 105                                 unsigned long max, gfp_t);
 106 int idr_alloc_cyclic(struct idr *, void *ptr, int start, int end, gfp_t);
 107 void *idr_remove(struct idr *, unsigned long id);
 108 void *idr_find(const struct idr *, unsigned long id);
 109 int idr_for_each(const struct idr *,
 110                  int (*fn)(int id, void *p, void *data), void *data);
 111 void *idr_get_next(struct idr *, int *nextid);
 112 void *idr_get_next_ul(struct idr *, unsigned long *nextid);
 113 void *idr_replace(struct idr *, void *, unsigned long id);
 114 void idr_destroy(struct idr *);
 115
 116 /**
 117  * idr_init_base() - Initialise an IDR.
 118  * @idr: IDR handle.
 119  * @base: The base value for the IDR.
 120  *
 121  * This variation of idr_init() creates an IDR which will allocate IDs
 122  * starting at %base.
 123  */
 124 static inline void idr_init_base(struct idr *idr, int base)
 125 {
 126         INIT_RADIX_TREE(&idr->idr_rt, IDR_RT_MARKER);
 127         idr->idr_base = base;
 128         idr->idr_next = 0;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * idr_init() - Initialise an IDR.
 133  * @idr: IDR handle.
 134  *
 135  * Initialise a dynamically allocated IDR.  To initialise a
 136  * statically allocated IDR, use DEFINE_IDR().
 137  */
 138 static inline void idr_init(struct idr *idr)
 139 {
 140         idr_init_base(idr, 0);
 141 }
 142
 143 /**
 144  * idr_is_empty() - Are there any IDs allocated?
 145  * @idr: IDR handle.
 146  *
 147  * Return: %true if any IDs have been allocated from this IDR.
 148  */
 149 static inline bool idr_is_empty(const struct idr *idr)
 150 {
 151         return radix_tree_empty(&idr->idr_rt) &&
 152                 radix_tree_tagged(&idr->idr_rt, IDR_FREE);
 153 }
 154
 155 /**
 156  * idr_preload_end - end preload section started with idr_preload()
 157  *
 158  * Each idr_preload() should be matched with an invocation of this
 159  * function.  See idr_preload() for details.
 160  */
 161 static inline void idr_preload_end(void)
 162 {
 163         preempt_enable();
 164 }
 165
 166 /**
 167  * idr_for_each_entry() - Iterate over an IDR's elements of a given type.
 168  * @idr: IDR handle.
 169  * @entry: The type * to use as cursor
 170  * @id: Entry ID.
 171  *
 172  * @entry and @id do not need to be initialized before the loop, and
 173  * after normal termination @entry is left with the value NULL.  This
 174  * is convenient for a "not found" value.
 175  */
 176 #define idr_for_each_entry(idr, entry, id)                      \
 177         for (id = 0; ((entry) = idr_get_next(idr, &(id))) != NULL; ++id)
 178
 179 /**
 180  * idr_for_each_entry_ul() - Iterate over an IDR's elements of a given type.
 181  * @idr: IDR handle.
 182  * @entry: The type * to use as cursor.
 183  * @id: Entry ID.
 184  *
 185  * @entry and @id do not need to be initialized before the loop, and
 186  * after normal termination @entry is left with the value NULL.  This
 187  * is convenient for a "not found" value.
 188  */
 189 #define idr_for_each_entry_ul(idr, entry, id)                   \
 190         for (id = 0; ((entry) = idr_get_next_ul(idr, &(id))) != NULL; ++id)
 191
 192 /**
 193  * idr_for_each_entry_continue() - Continue iteration over an IDR's elements of a given type
 194  * @idr: IDR handle.
 195  * @entry: The type * to use as a cursor.
 196  * @id: Entry ID.
 197  *
 198  * Continue to iterate over entries, continuing after the current position.
 199  */
 200 #define idr_for_each_entry_continue(idr, entry, id)                     \
 201         for ((entry) = idr_get_next((idr), &(id));                      \
 202              entry;                                                     \
 203              ++id, (entry) = idr_get_next((idr), &(id)))
 204
 205 /*
 206  * IDA - IDR based id allocator, use when translation from id to
 207  * pointer isn't necessary.
 208  */
 209 #define IDA_CHUNK_SIZE          128     /* 128 bytes per chunk */
 210 #define IDA_BITMAP_LONGS        (IDA_CHUNK_SIZE / sizeof(long))
 211 #define IDA_BITMAP_BITS         (IDA_BITMAP_LONGS * sizeof(long) * 8)
 212
 213 struct ida_bitmap {
 214         unsigned long           bitmap[IDA_BITMAP_LONGS];
 215 };
 216
 217 DECLARE_PER_CPU(struct ida_bitmap *, ida_bitmap);
 218
 219 struct ida {
 220         struct radix_tree_root  ida_rt;
 221 };
 222
 223 #define IDA_INIT(name)  {                                               \
 224         .ida_rt = RADIX_TREE_INIT(name, IDR_RT_MARKER | GFP_NOWAIT),    \
 225 }
 226 #define DEFINE_IDA(name)        struct ida name = IDA_INIT(name)
 227
 228 int ida_pre_get(struct ida *ida, gfp_t gfp_mask);
 229 int ida_get_new_above(struct ida *ida, int starting_id, int *p_id);
 230 void ida_remove(struct ida *ida, int id);
 231 void ida_destroy(struct ida *ida);
 232
 233 int ida_simple_get(struct ida *ida, unsigned int start, unsigned int end,
 234                    gfp_t gfp_mask);
 235 void ida_simple_remove(struct ida *ida, unsigned int id);
 236
 237 static inline void ida_init(struct ida *ida)
 238 {
 239         INIT_RADIX_TREE(&ida->ida_rt, IDR_RT_MARKER | GFP_NOWAIT);
 240 }
 241
 242 /**
 243  * ida_get_new - allocate new ID
 244  * @ida:        idr handle
 245  * @p_id:       pointer to the allocated handle
 246  *
 247  * Simple wrapper around ida_get_new_above() w/ @starting_id of zero.
 248  */
 249 static inline int ida_get_new(struct ida *ida, int *p_id)
 250 {
 251         return ida_get_new_above(ida, 0, p_id);
 252 }
 253
 254 static inline bool ida_is_empty(const struct ida *ida)
 255 {
 256         return radix_tree_empty(&ida->ida_rt);
 257 }
 258 #endif /* __IDR_H__ */