Merge branch 'fixes' into next/soc
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / xarray.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
2 #ifndef _LINUX_XARRAY_H
3 #define _LINUX_XARRAY_H
4 /*
5  * eXtensible Arrays
6  * Copyright (c) 2017 Microsoft Corporation
7  * Author: Matthew Wilcox <willy@infradead.org>
8  *
9  * See Documentation/core-api/xarray.rst for how to use the XArray.
10  */
11
12 #include <linux/bug.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <linux/gfp.h>
15 #include <linux/kconfig.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/rcupdate.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/types.h>
20
21 /*
22  * The bottom two bits of the entry determine how the XArray interprets
23  * the contents:
24  *
25  * 00: Pointer entry
26  * 10: Internal entry
27  * x1: Value entry or tagged pointer
28  *
29  * Attempting to store internal entries in the XArray is a bug.
30  *
31  * Most internal entries are pointers to the next node in the tree.
32  * The following internal entries have a special meaning:
33  *
34  * 0-62: Sibling entries
35  * 256: Zero entry
36  * 257: Retry entry
37  *
38  * Errors are also represented as internal entries, but use the negative
39  * space (-4094 to -2).  They're never stored in the slots array; only
40  * returned by the normal API.
41  */
42
43 #define BITS_PER_XA_VALUE       (BITS_PER_LONG - 1)
44
45 /**
46  * xa_mk_value() - Create an XArray entry from an integer.
47  * @v: Value to store in XArray.
48  *
49  * Context: Any context.
50  * Return: An entry suitable for storing in the XArray.
51  */
52 static inline void *xa_mk_value(unsigned long v)
53 {
54         WARN_ON((long)v < 0);
55         return (void *)((v << 1) | 1);
56 }
57
58 /**
59  * xa_to_value() - Get value stored in an XArray entry.
60  * @entry: XArray entry.
61  *
62  * Context: Any context.
63  * Return: The value stored in the XArray entry.
64  */
65 static inline unsigned long xa_to_value(const void *entry)
66 {
67         return (unsigned long)entry >> 1;
68 }
69
70 /**
71  * xa_is_value() - Determine if an entry is a value.
72  * @entry: XArray entry.
73  *
74  * Context: Any context.
75  * Return: True if the entry is a value, false if it is a pointer.
76  */
77 static inline bool xa_is_value(const void *entry)
78 {
79         return (unsigned long)entry & 1;
80 }
81
82 /**
83  * xa_tag_pointer() - Create an XArray entry for a tagged pointer.
84  * @p: Plain pointer.
85  * @tag: Tag value (0, 1 or 3).
86  *
87  * If the user of the XArray prefers, they can tag their pointers instead
88  * of storing value entries.  Three tags are available (0, 1 and 3).
89  * These are distinct from the xa_mark_t as they are not replicated up
90  * through the array and cannot be searched for.
91  *
92  * Context: Any context.
93  * Return: An XArray entry.
94  */
95 static inline void *xa_tag_pointer(void *p, unsigned long tag)
96 {
97         return (void *)((unsigned long)p | tag);
98 }
99
100 /**
101  * xa_untag_pointer() - Turn an XArray entry into a plain pointer.
102  * @entry: XArray entry.
103  *
104  * If you have stored a tagged pointer in the XArray, call this function
105  * to get the untagged version of the pointer.
106  *
107  * Context: Any context.
108  * Return: A pointer.
109  */
110 static inline void *xa_untag_pointer(void *entry)
111 {
112         return (void *)((unsigned long)entry & ~3UL);
113 }
114
115 /**
116  * xa_pointer_tag() - Get the tag stored in an XArray entry.
117  * @entry: XArray entry.
118  *
119  * If you have stored a tagged pointer in the XArray, call this function
120  * to get the tag of that pointer.
121  *
122  * Context: Any context.
123  * Return: A tag.
124  */
125 static inline unsigned int xa_pointer_tag(void *entry)
126 {
127         return (unsigned long)entry & 3UL;
128 }
129
130 /*
131  * xa_mk_internal() - Create an internal entry.
132  * @v: Value to turn into an internal entry.
133  *
134  * Context: Any context.
135  * Return: An XArray internal entry corresponding to this value.
136  */
137 static inline void *xa_mk_internal(unsigned long v)
138 {
139         return (void *)((v << 2) | 2);
140 }
141
142 /*
143  * xa_to_internal() - Extract the value from an internal entry.
144  * @entry: XArray entry.
145  *
146  * Context: Any context.
147  * Return: The value which was stored in the internal entry.
148  */
149 static inline unsigned long xa_to_internal(const void *entry)
150 {
151         return (unsigned long)entry >> 2;
152 }
153
154 /*
155  * xa_is_internal() - Is the entry an internal entry?
156  * @entry: XArray entry.
157  *
158  * Context: Any context.
159  * Return: %true if the entry is an internal entry.
160  */
161 static inline bool xa_is_internal(const void *entry)
162 {
163         return ((unsigned long)entry & 3) == 2;
164 }
165
166 /**
167  * xa_is_err() - Report whether an XArray operation returned an error
168  * @entry: Result from calling an XArray function
169  *
170  * If an XArray operation cannot complete an operation, it will return
171  * a special value indicating an error.  This function tells you
172  * whether an error occurred; xa_err() tells you which error occurred.
173  *
174  * Context: Any context.
175  * Return: %true if the entry indicates an error.
176  */
177 static inline bool xa_is_err(const void *entry)
178 {
179         return unlikely(xa_is_internal(entry));
180 }
181
182 /**
183  * xa_err() - Turn an XArray result into an errno.
184  * @entry: Result from calling an XArray function.
185  *
186  * If an XArray operation cannot complete an operation, it will return
187  * a special pointer value which encodes an errno.  This function extracts
188  * the errno from the pointer value, or returns 0 if the pointer does not
189  * represent an errno.
190  *
191  * Context: Any context.
192  * Return: A negative errno or 0.
193  */
194 static inline int xa_err(void *entry)
195 {
196         /* xa_to_internal() would not do sign extension. */
197         if (xa_is_err(entry))
198                 return (long)entry >> 2;
199         return 0;
200 }
201
202 typedef unsigned __bitwise xa_mark_t;
203 #define XA_MARK_0               ((__force xa_mark_t)0U)
204 #define XA_MARK_1               ((__force xa_mark_t)1U)
205 #define XA_MARK_2               ((__force xa_mark_t)2U)
206 #define XA_PRESENT              ((__force xa_mark_t)8U)
207 #define XA_MARK_MAX             XA_MARK_2
208 #define XA_FREE_MARK            XA_MARK_0
209
210 enum xa_lock_type {
211         XA_LOCK_IRQ = 1,
212         XA_LOCK_BH = 2,
213 };
214
215 /*
216  * Values for xa_flags.  The radix tree stores its GFP flags in the xa_flags,
217  * and we remain compatible with that.
218  */
219 #define XA_FLAGS_LOCK_IRQ       ((__force gfp_t)XA_LOCK_IRQ)
220 #define XA_FLAGS_LOCK_BH        ((__force gfp_t)XA_LOCK_BH)
221 #define XA_FLAGS_TRACK_FREE     ((__force gfp_t)4U)
222 #define XA_FLAGS_MARK(mark)     ((__force gfp_t)((1U << __GFP_BITS_SHIFT) << \
223                                                 (__force unsigned)(mark)))
224
225 #define XA_FLAGS_ALLOC  (XA_FLAGS_TRACK_FREE | XA_FLAGS_MARK(XA_FREE_MARK))
226
227 /**
228  * struct xarray - The anchor of the XArray.
229  * @xa_lock: Lock that protects the contents of the XArray.
230  *
231  * To use the xarray, define it statically or embed it in your data structure.
232  * It is a very small data structure, so it does not usually make sense to
233  * allocate it separately and keep a pointer to it in your data structure.
234  *
235  * You may use the xa_lock to protect your own data structures as well.
236  */
237 /*
238  * If all of the entries in the array are NULL, @xa_head is a NULL pointer.
239  * If the only non-NULL entry in the array is at index 0, @xa_head is that
240  * entry.  If any other entry in the array is non-NULL, @xa_head points
241  * to an @xa_node.
242  */
243 struct xarray {
244         spinlock_t      xa_lock;
245 /* private: The rest of the data structure is not to be used directly. */
246         gfp_t           xa_flags;
247         void __rcu *    xa_head;
248 };
249
250 #define XARRAY_INIT(name, flags) {                              \
251         .xa_lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(name.xa_lock),          \
252         .xa_flags = flags,                                      \
253         .xa_head = NULL,                                        \
254 }
255
256 /**
257  * DEFINE_XARRAY_FLAGS() - Define an XArray with custom flags.
258  * @name: A string that names your XArray.
259  * @flags: XA_FLAG values.
260  *
261  * This is intended for file scope definitions of XArrays.  It declares
262  * and initialises an empty XArray with the chosen name and flags.  It is
263  * equivalent to calling xa_init_flags() on the array, but it does the
264  * initialisation at compiletime instead of runtime.
265  */
266 #define DEFINE_XARRAY_FLAGS(name, flags)                                \
267         struct xarray name = XARRAY_INIT(name, flags)
268
269 /**
270  * DEFINE_XARRAY() - Define an XArray.
271  * @name: A string that names your XArray.
272  *
273  * This is intended for file scope definitions of XArrays.  It declares
274  * and initialises an empty XArray with the chosen name.  It is equivalent
275  * to calling xa_init() on the array, but it does the initialisation at
276  * compiletime instead of runtime.
277  */
278 #define DEFINE_XARRAY(name) DEFINE_XARRAY_FLAGS(name, 0)
279
280 /**
281  * DEFINE_XARRAY_ALLOC() - Define an XArray which can allocate IDs.
282  * @name: A string that names your XArray.
283  *
284  * This is intended for file scope definitions of allocating XArrays.
285  * See also DEFINE_XARRAY().
286  */
287 #define DEFINE_XARRAY_ALLOC(name) DEFINE_XARRAY_FLAGS(name, XA_FLAGS_ALLOC)
288
289 void xa_init_flags(struct xarray *, gfp_t flags);
290 void *xa_load(struct xarray *, unsigned long index);
291 void *xa_store(struct xarray *, unsigned long index, void *entry, gfp_t);
292 void *xa_erase(struct xarray *, unsigned long index);
293 void *xa_store_range(struct xarray *, unsigned long first, unsigned long last,
294                         void *entry, gfp_t);
295 bool xa_get_mark(struct xarray *, unsigned long index, xa_mark_t);
296 void xa_set_mark(struct xarray *, unsigned long index, xa_mark_t);
297 void xa_clear_mark(struct xarray *, unsigned long index, xa_mark_t);
298 void *xa_find(struct xarray *xa, unsigned long *index,
299                 unsigned long max, xa_mark_t) __attribute__((nonnull(2)));
300 void *xa_find_after(struct xarray *xa, unsigned long *index,
301                 unsigned long max, xa_mark_t) __attribute__((nonnull(2)));
302 unsigned int xa_extract(struct xarray *, void **dst, unsigned long start,
303                 unsigned long max, unsigned int n, xa_mark_t);
304 void xa_destroy(struct xarray *);
305
306 /**
307  * xa_init() - Initialise an empty XArray.
308  * @xa: XArray.
309  *
310  * An empty XArray is full of NULL entries.
311  *
312  * Context: Any context.
313  */
314 static inline void xa_init(struct xarray *xa)
315 {
316         xa_init_flags(xa, 0);
317 }
318
319 /**
320  * xa_empty() - Determine if an array has any present entries.
321  * @xa: XArray.
322  *
323  * Context: Any context.
324  * Return: %true if the array contains only NULL pointers.
325  */
326 static inline bool xa_empty(const struct xarray *xa)
327 {
328         return xa->xa_head == NULL;
329 }
330
331 /**
332  * xa_marked() - Inquire whether any entry in this array has a mark set
333  * @xa: Array
334  * @mark: Mark value
335  *
336  * Context: Any context.
337  * Return: %true if any entry has this mark set.
338  */
339 static inline bool xa_marked(const struct xarray *xa, xa_mark_t mark)
340 {
341         return xa->xa_flags & XA_FLAGS_MARK(mark);
342 }
343
344 /**
345  * xa_for_each() - Iterate over a portion of an XArray.
346  * @xa: XArray.
347  * @entry: Entry retrieved from array.
348  * @index: Index of @entry.
349  * @max: Maximum index to retrieve from array.
350  * @filter: Selection criterion.
351  *
352  * Initialise @index to the lowest index you want to retrieve from the
353  * array.  During the iteration, @entry will have the value of the entry
354  * stored in @xa at @index.  The iteration will skip all entries in the
355  * array which do not match @filter.  You may modify @index during the
356  * iteration if you want to skip or reprocess indices.  It is safe to modify
357  * the array during the iteration.  At the end of the iteration, @entry will
358  * be set to NULL and @index will have a value less than or equal to max.
359  *
360  * xa_for_each() is O(n.log(n)) while xas_for_each() is O(n).  You have
361  * to handle your own locking with xas_for_each(), and if you have to unlock
362  * after each iteration, it will also end up being O(n.log(n)).  xa_for_each()
363  * will spin if it hits a retry entry; if you intend to see retry entries,
364  * you should use the xas_for_each() iterator instead.  The xas_for_each()
365  * iterator will expand into more inline code than xa_for_each().
366  *
367  * Context: Any context.  Takes and releases the RCU lock.
368  */
369 #define xa_for_each(xa, entry, index, max, filter) \
370         for (entry = xa_find(xa, &index, max, filter); entry; \
371              entry = xa_find_after(xa, &index, max, filter))
372
373 #define xa_trylock(xa)          spin_trylock(&(xa)->xa_lock)
374 #define xa_lock(xa)             spin_lock(&(xa)->xa_lock)
375 #define xa_unlock(xa)           spin_unlock(&(xa)->xa_lock)
376 #define xa_lock_bh(xa)          spin_lock_bh(&(xa)->xa_lock)
377 #define xa_unlock_bh(xa)        spin_unlock_bh(&(xa)->xa_lock)
378 #define xa_lock_irq(xa)         spin_lock_irq(&(xa)->xa_lock)
379 #define xa_unlock_irq(xa)       spin_unlock_irq(&(xa)->xa_lock)
380 #define xa_lock_irqsave(xa, flags) \
381                                 spin_lock_irqsave(&(xa)->xa_lock, flags)
382 #define xa_unlock_irqrestore(xa, flags) \
383                                 spin_unlock_irqrestore(&(xa)->xa_lock, flags)
384
385 /*
386  * Versions of the normal API which require the caller to hold the
387  * xa_lock.  If the GFP flags allow it, they will drop the lock to
388  * allocate memory, then reacquire it afterwards.  These functions
389  * may also re-enable interrupts if the XArray flags indicate the
390  * locking should be interrupt safe.
391  */
392 void *__xa_erase(struct xarray *, unsigned long index);
393 void *__xa_store(struct xarray *, unsigned long index, void *entry, gfp_t);
394 void *__xa_cmpxchg(struct xarray *, unsigned long index, void *old,
395                 void *entry, gfp_t);
396 int __xa_alloc(struct xarray *, u32 *id, u32 max, void *entry, gfp_t);
397 int __xa_reserve(struct xarray *, unsigned long index, gfp_t);
398 void __xa_set_mark(struct xarray *, unsigned long index, xa_mark_t);
399 void __xa_clear_mark(struct xarray *, unsigned long index, xa_mark_t);
400
401 /**
402  * __xa_insert() - Store this entry in the XArray unless another entry is
403  *                      already present.
404  * @xa: XArray.
405  * @index: Index into array.
406  * @entry: New entry.
407  * @gfp: Memory allocation flags.
408  *
409  * If you would rather see the existing entry in the array, use __xa_cmpxchg().
410  * This function is for users who don't care what the entry is, only that
411  * one is present.
412  *
413  * Context: Any context.  Expects xa_lock to be held on entry.  May
414  *          release and reacquire xa_lock if the @gfp flags permit.
415  * Return: 0 if the store succeeded.  -EEXIST if another entry was present.
416  * -ENOMEM if memory could not be allocated.
417  */
418 static inline int __xa_insert(struct xarray *xa, unsigned long index,
419                 void *entry, gfp_t gfp)
420 {
421         void *curr = __xa_cmpxchg(xa, index, NULL, entry, gfp);
422         if (!curr)
423                 return 0;
424         if (xa_is_err(curr))
425                 return xa_err(curr);
426         return -EEXIST;
427 }
428
429 /**
430  * xa_store_bh() - Store this entry in the XArray.
431  * @xa: XArray.
432  * @index: Index into array.
433  * @entry: New entry.
434  * @gfp: Memory allocation flags.
435  *
436  * This function is like calling xa_store() except it disables softirqs
437  * while holding the array lock.
438  *
439  * Context: Any context.  Takes and releases the xa_lock while
440  * disabling softirqs.
441  * Return: The entry which used to be at this index.
442  */
443 static inline void *xa_store_bh(struct xarray *xa, unsigned long index,
444                 void *entry, gfp_t gfp)
445 {
446         void *curr;
447
448         xa_lock_bh(xa);
449         curr = __xa_store(xa, index, entry, gfp);
450         xa_unlock_bh(xa);
451
452         return curr;
453 }
454
455 /**
456  * xa_store_irq() - Erase this entry from the XArray.
457  * @xa: XArray.
458  * @index: Index into array.
459  * @entry: New entry.
460  * @gfp: Memory allocation flags.
461  *
462  * This function is like calling xa_store() except it disables interrupts
463  * while holding the array lock.
464  *
465  * Context: Process context.  Takes and releases the xa_lock while
466  * disabling interrupts.
467  * Return: The entry which used to be at this index.
468  */
469 static inline void *xa_store_irq(struct xarray *xa, unsigned long index,
470                 void *entry, gfp_t gfp)
471 {
472         void *curr;
473
474         xa_lock_irq(xa);
475         curr = __xa_store(xa, index, entry, gfp);
476         xa_unlock_irq(xa);
477
478         return curr;
479 }
480
481 /**
482  * xa_erase_bh() - Erase this entry from the XArray.
483  * @xa: XArray.
484  * @index: Index of entry.
485  *
486  * This function is the equivalent of calling xa_store() with %NULL as
487  * the third argument.  The XArray does not need to allocate memory, so
488  * the user does not need to provide GFP flags.
489  *
490  * Context: Any context.  Takes and releases the xa_lock while
491  * disabling softirqs.
492  * Return: The entry which used to be at this index.
493  */
494 static inline void *xa_erase_bh(struct xarray *xa, unsigned long index)
495 {
496         void *entry;
497
498         xa_lock_bh(xa);
499         entry = __xa_erase(xa, index);
500         xa_unlock_bh(xa);
501
502         return entry;
503 }
504
505 /**
506  * xa_erase_irq() - Erase this entry from the XArray.
507  * @xa: XArray.
508  * @index: Index of entry.
509  *
510  * This function is the equivalent of calling xa_store() with %NULL as
511  * the third argument.  The XArray does not need to allocate memory, so
512  * the user does not need to provide GFP flags.
513  *
514  * Context: Process context.  Takes and releases the xa_lock while
515  * disabling interrupts.
516  * Return: The entry which used to be at this index.
517  */
518 static inline void *xa_erase_irq(struct xarray *xa, unsigned long index)
519 {
520         void *entry;
521
522         xa_lock_irq(xa);
523         entry = __xa_erase(xa, index);
524         xa_unlock_irq(xa);
525
526         return entry;
527 }
528
529 /**
530  * xa_cmpxchg() - Conditionally replace an entry in the XArray.
531  * @xa: XArray.
532  * @index: Index into array.
533  * @old: Old value to test against.
534  * @entry: New value to place in array.
535  * @gfp: Memory allocation flags.
536  *
537  * If the entry at @index is the same as @old, replace it with @entry.
538  * If the return value is equal to @old, then the exchange was successful.
539  *
540  * Context: Any context.  Takes and releases the xa_lock.  May sleep
541  * if the @gfp flags permit.
542  * Return: The old value at this index or xa_err() if an error happened.
543  */
544 static inline void *xa_cmpxchg(struct xarray *xa, unsigned long index,
545                         void *old, void *entry, gfp_t gfp)
546 {
547         void *curr;
548
549         xa_lock(xa);
550         curr = __xa_cmpxchg(xa, index, old, entry, gfp);
551         xa_unlock(xa);
552
553         return curr;
554 }
555
556 /**
557  * xa_insert() - Store this entry in the XArray unless another entry is
558  *                      already present.
559  * @xa: XArray.
560  * @index: Index into array.
561  * @entry: New entry.
562  * @gfp: Memory allocation flags.
563  *
564  * If you would rather see the existing entry in the array, use xa_cmpxchg().
565  * This function is for users who don't care what the entry is, only that
566  * one is present.
567  *
568  * Context: Process context.  Takes and releases the xa_lock.
569  *          May sleep if the @gfp flags permit.
570  * Return: 0 if the store succeeded.  -EEXIST if another entry was present.
571  * -ENOMEM if memory could not be allocated.
572  */
573 static inline int xa_insert(struct xarray *xa, unsigned long index,
574                 void *entry, gfp_t gfp)
575 {
576         void *curr = xa_cmpxchg(xa, index, NULL, entry, gfp);
577         if (!curr)
578                 return 0;
579         if (xa_is_err(curr))
580                 return xa_err(curr);
581         return -EEXIST;
582 }
583
584 /**
585  * xa_alloc() - Find somewhere to store this entry in the XArray.
586  * @xa: XArray.
587  * @id: Pointer to ID.
588  * @max: Maximum ID to allocate (inclusive).
589  * @entry: New entry.
590  * @gfp: Memory allocation flags.
591  *
592  * Allocates an unused ID in the range specified by @id and @max.
593  * Updates the @id pointer with the index, then stores the entry at that
594  * index.  A concurrent lookup will not see an uninitialised @id.
595  *
596  * Context: Process context.  Takes and releases the xa_lock.  May sleep if
597  * the @gfp flags permit.
598  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory allocation fails or -ENOSPC if
599  * there is no more space in the XArray.
600  */
601 static inline int xa_alloc(struct xarray *xa, u32 *id, u32 max, void *entry,
602                 gfp_t gfp)
603 {
604         int err;
605
606         xa_lock(xa);
607         err = __xa_alloc(xa, id, max, entry, gfp);
608         xa_unlock(xa);
609
610         return err;
611 }
612
613 /**
614  * xa_alloc_bh() - Find somewhere to store this entry in the XArray.
615  * @xa: XArray.
616  * @id: Pointer to ID.
617  * @max: Maximum ID to allocate (inclusive).
618  * @entry: New entry.
619  * @gfp: Memory allocation flags.
620  *
621  * Allocates an unused ID in the range specified by @id and @max.
622  * Updates the @id pointer with the index, then stores the entry at that
623  * index.  A concurrent lookup will not see an uninitialised @id.
624  *
625  * Context: Any context.  Takes and releases the xa_lock while
626  * disabling softirqs.  May sleep if the @gfp flags permit.
627  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory allocation fails or -ENOSPC if
628  * there is no more space in the XArray.
629  */
630 static inline int xa_alloc_bh(struct xarray *xa, u32 *id, u32 max, void *entry,
631                 gfp_t gfp)
632 {
633         int err;
634
635         xa_lock_bh(xa);
636         err = __xa_alloc(xa, id, max, entry, gfp);
637         xa_unlock_bh(xa);
638
639         return err;
640 }
641
642 /**
643  * xa_alloc_irq() - Find somewhere to store this entry in the XArray.
644  * @xa: XArray.
645  * @id: Pointer to ID.
646  * @max: Maximum ID to allocate (inclusive).
647  * @entry: New entry.
648  * @gfp: Memory allocation flags.
649  *
650  * Allocates an unused ID in the range specified by @id and @max.
651  * Updates the @id pointer with the index, then stores the entry at that
652  * index.  A concurrent lookup will not see an uninitialised @id.
653  *
654  * Context: Process context.  Takes and releases the xa_lock while
655  * disabling interrupts.  May sleep if the @gfp flags permit.
656  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory allocation fails or -ENOSPC if
657  * there is no more space in the XArray.
658  */
659 static inline int xa_alloc_irq(struct xarray *xa, u32 *id, u32 max, void *entry,
660                 gfp_t gfp)
661 {
662         int err;
663
664         xa_lock_irq(xa);
665         err = __xa_alloc(xa, id, max, entry, gfp);
666         xa_unlock_irq(xa);
667
668         return err;
669 }
670
671 /**
672  * xa_reserve() - Reserve this index in the XArray.
673  * @xa: XArray.
674  * @index: Index into array.
675  * @gfp: Memory allocation flags.
676  *
677  * Ensures there is somewhere to store an entry at @index in the array.
678  * If there is already something stored at @index, this function does
679  * nothing.  If there was nothing there, the entry is marked as reserved.
680  * Loading from a reserved entry returns a %NULL pointer.
681  *
682  * If you do not use the entry that you have reserved, call xa_release()
683  * or xa_erase() to free any unnecessary memory.
684  *
685  * Context: Any context.  Takes and releases the xa_lock.
686  * May sleep if the @gfp flags permit.
687  * Return: 0 if the reservation succeeded or -ENOMEM if it failed.
688  */
689 static inline
690 int xa_reserve(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
691 {
692         int ret;
693
694         xa_lock(xa);
695         ret = __xa_reserve(xa, index, gfp);
696         xa_unlock(xa);
697
698         return ret;
699 }
700
701 /**
702  * xa_reserve_bh() - Reserve this index in the XArray.
703  * @xa: XArray.
704  * @index: Index into array.
705  * @gfp: Memory allocation flags.
706  *
707  * A softirq-disabling version of xa_reserve().
708  *
709  * Context: Any context.  Takes and releases the xa_lock while
710  * disabling softirqs.
711  * Return: 0 if the reservation succeeded or -ENOMEM if it failed.
712  */
713 static inline
714 int xa_reserve_bh(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
715 {
716         int ret;
717
718         xa_lock_bh(xa);
719         ret = __xa_reserve(xa, index, gfp);
720         xa_unlock_bh(xa);
721
722         return ret;
723 }
724
725 /**
726  * xa_reserve_irq() - Reserve this index in the XArray.
727  * @xa: XArray.
728  * @index: Index into array.
729  * @gfp: Memory allocation flags.
730  *
731  * An interrupt-disabling version of xa_reserve().
732  *
733  * Context: Process context.  Takes and releases the xa_lock while
734  * disabling interrupts.
735  * Return: 0 if the reservation succeeded or -ENOMEM if it failed.
736  */
737 static inline
738 int xa_reserve_irq(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
739 {
740         int ret;
741
742         xa_lock_irq(xa);
743         ret = __xa_reserve(xa, index, gfp);
744         xa_unlock_irq(xa);
745
746         return ret;
747 }
748
749 /**
750  * xa_release() - Release a reserved entry.
751  * @xa: XArray.
752  * @index: Index of entry.
753  *
754  * After calling xa_reserve(), you can call this function to release the
755  * reservation.  If the entry at @index has been stored to, this function
756  * will do nothing.
757  */
758 static inline void xa_release(struct xarray *xa, unsigned long index)
759 {
760         xa_cmpxchg(xa, index, NULL, NULL, 0);
761 }
762
763 /* Everything below here is the Advanced API.  Proceed with caution. */
764
765 /*
766  * The xarray is constructed out of a set of 'chunks' of pointers.  Choosing
767  * the best chunk size requires some tradeoffs.  A power of two recommends
768  * itself so that we can walk the tree based purely on shifts and masks.
769  * Generally, the larger the better; as the number of slots per level of the
770  * tree increases, the less tall the tree needs to be.  But that needs to be
771  * balanced against the memory consumption of each node.  On a 64-bit system,
772  * xa_node is currently 576 bytes, and we get 7 of them per 4kB page.  If we
773  * doubled the number of slots per node, we'd get only 3 nodes per 4kB page.
774  */
775 #ifndef XA_CHUNK_SHIFT
776 #define XA_CHUNK_SHIFT          (CONFIG_BASE_SMALL ? 4 : 6)
777 #endif
778 #define XA_CHUNK_SIZE           (1UL << XA_CHUNK_SHIFT)
779 #define XA_CHUNK_MASK           (XA_CHUNK_SIZE - 1)
780 #define XA_MAX_MARKS            3
781 #define XA_MARK_LONGS           DIV_ROUND_UP(XA_CHUNK_SIZE, BITS_PER_LONG)
782
783 /*
784  * @count is the count of every non-NULL element in the ->slots array
785  * whether that is a value entry, a retry entry, a user pointer,
786  * a sibling entry or a pointer to the next level of the tree.
787  * @nr_values is the count of every element in ->slots which is
788  * either a value entry or a sibling of a value entry.
789  */
790 struct xa_node {
791         unsigned char   shift;          /* Bits remaining in each slot */
792         unsigned char   offset;         /* Slot offset in parent */
793         unsigned char   count;          /* Total entry count */
794         unsigned char   nr_values;      /* Value entry count */
795         struct xa_node __rcu *parent;   /* NULL at top of tree */
796         struct xarray   *array;         /* The array we belong to */
797         union {
798                 struct list_head private_list;  /* For tree user */
799                 struct rcu_head rcu_head;       /* Used when freeing node */
800         };
801         void __rcu      *slots[XA_CHUNK_SIZE];
802         union {
803                 unsigned long   tags[XA_MAX_MARKS][XA_MARK_LONGS];
804                 unsigned long   marks[XA_MAX_MARKS][XA_MARK_LONGS];
805         };
806 };
807
808 void xa_dump(const struct xarray *);
809 void xa_dump_node(const struct xa_node *);
810
811 #ifdef XA_DEBUG
812 #define XA_BUG_ON(xa, x) do {                                   \
813                 if (x) {                                        \
814                         xa_dump(xa);                            \
815                         BUG();                                  \
816                 }                                               \
817         } while (0)
818 #define XA_NODE_BUG_ON(node, x) do {                            \
819                 if (x) {                                        \
820                         if (node) xa_dump_node(node);           \
821                         BUG();                                  \
822                 }                                               \
823         } while (0)
824 #else
825 #define XA_BUG_ON(xa, x)        do { } while (0)
826 #define XA_NODE_BUG_ON(node, x) do { } while (0)
827 #endif
828
829 /* Private */
830 static inline void *xa_head(const struct xarray *xa)
831 {
832         return rcu_dereference_check(xa->xa_head,
833                                                 lockdep_is_held(&xa->xa_lock));
834 }
835
836 /* Private */
837 static inline void *xa_head_locked(const struct xarray *xa)
838 {
839         return rcu_dereference_protected(xa->xa_head,
840                                                 lockdep_is_held(&xa->xa_lock));
841 }
842
843 /* Private */
844 static inline void *xa_entry(const struct xarray *xa,
845                                 const struct xa_node *node, unsigned int offset)
846 {
847         XA_NODE_BUG_ON(node, offset >= XA_CHUNK_SIZE);
848         return rcu_dereference_check(node->slots[offset],
849                                                 lockdep_is_held(&xa->xa_lock));
850 }
851
852 /* Private */
853 static inline void *xa_entry_locked(const struct xarray *xa,
854                                 const struct xa_node *node, unsigned int offset)
855 {
856         XA_NODE_BUG_ON(node, offset >= XA_CHUNK_SIZE);
857         return rcu_dereference_protected(node->slots[offset],
858                                                 lockdep_is_held(&xa->xa_lock));
859 }
860
861 /* Private */
862 static inline struct xa_node *xa_parent(const struct xarray *xa,
863                                         const struct xa_node *node)
864 {
865         return rcu_dereference_check(node->parent,
866                                                 lockdep_is_held(&xa->xa_lock));
867 }
868
869 /* Private */
870 static inline struct xa_node *xa_parent_locked(const struct xarray *xa,
871                                         const struct xa_node *node)
872 {
873         return rcu_dereference_protected(node->parent,
874                                                 lockdep_is_held(&xa->xa_lock));
875 }
876
877 /* Private */
878 static inline void *xa_mk_node(const struct xa_node *node)
879 {
880         return (void *)((unsigned long)node | 2);
881 }
882
883 /* Private */
884 static inline struct xa_node *xa_to_node(const void *entry)
885 {
886         return (struct xa_node *)((unsigned long)entry - 2);
887 }
888
889 /* Private */
890 static inline bool xa_is_node(const void *entry)
891 {
892         return xa_is_internal(entry) && (unsigned long)entry > 4096;
893 }
894
895 /* Private */
896 static inline void *xa_mk_sibling(unsigned int offset)
897 {
898         return xa_mk_internal(offset);
899 }
900
901 /* Private */
902 static inline unsigned long xa_to_sibling(const void *entry)
903 {
904         return xa_to_internal(entry);
905 }
906
907 /**
908  * xa_is_sibling() - Is the entry a sibling entry?
909  * @entry: Entry retrieved from the XArray
910  *
911  * Return: %true if the entry is a sibling entry.
912  */
913 static inline bool xa_is_sibling(const void *entry)
914 {
915         return IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) && xa_is_internal(entry) &&
916                 (entry < xa_mk_sibling(XA_CHUNK_SIZE - 1));
917 }
918
919 #define XA_ZERO_ENTRY           xa_mk_internal(256)
920 #define XA_RETRY_ENTRY          xa_mk_internal(257)
921
922 /**
923  * xa_is_zero() - Is the entry a zero entry?
924  * @entry: Entry retrieved from the XArray
925  *
926  * Return: %true if the entry is a zero entry.
927  */
928 static inline bool xa_is_zero(const void *entry)
929 {
930         return unlikely(entry == XA_ZERO_ENTRY);
931 }
932
933 /**
934  * xa_is_retry() - Is the entry a retry entry?
935  * @entry: Entry retrieved from the XArray
936  *
937  * Return: %true if the entry is a retry entry.
938  */
939 static inline bool xa_is_retry(const void *entry)
940 {
941         return unlikely(entry == XA_RETRY_ENTRY);
942 }
943
944 /**
945  * typedef xa_update_node_t - A callback function from the XArray.
946  * @node: The node which is being processed
947  *
948  * This function is called every time the XArray updates the count of
949  * present and value entries in a node.  It allows advanced users to
950  * maintain the private_list in the node.
951  *
952  * Context: The xa_lock is held and interrupts may be disabled.
953  *          Implementations should not drop the xa_lock, nor re-enable
954  *          interrupts.
955  */
956 typedef void (*xa_update_node_t)(struct xa_node *node);
957
958 /*
959  * The xa_state is opaque to its users.  It contains various different pieces
960  * of state involved in the current operation on the XArray.  It should be
961  * declared on the stack and passed between the various internal routines.
962  * The various elements in it should not be accessed directly, but only
963  * through the provided accessor functions.  The below documentation is for
964  * the benefit of those working on the code, not for users of the XArray.
965  *
966  * @xa_node usually points to the xa_node containing the slot we're operating
967  * on (and @xa_offset is the offset in the slots array).  If there is a
968  * single entry in the array at index 0, there are no allocated xa_nodes to
969  * point to, and so we store %NULL in @xa_node.  @xa_node is set to
970  * the value %XAS_RESTART if the xa_state is not walked to the correct
971  * position in the tree of nodes for this operation.  If an error occurs
972  * during an operation, it is set to an %XAS_ERROR value.  If we run off the
973  * end of the allocated nodes, it is set to %XAS_BOUNDS.
974  */
975 struct xa_state {
976         struct xarray *xa;
977         unsigned long xa_index;
978         unsigned char xa_shift;
979         unsigned char xa_sibs;
980         unsigned char xa_offset;
981         unsigned char xa_pad;           /* Helps gcc generate better code */
982         struct xa_node *xa_node;
983         struct xa_node *xa_alloc;
984         xa_update_node_t xa_update;
985 };
986
987 /*
988  * We encode errnos in the xas->xa_node.  If an error has happened, we need to
989  * drop the lock to fix it, and once we've done so the xa_state is invalid.
990  */
991 #define XA_ERROR(errno) ((struct xa_node *)(((unsigned long)errno << 2) | 2UL))
992 #define XAS_BOUNDS      ((struct xa_node *)1UL)
993 #define XAS_RESTART     ((struct xa_node *)3UL)
994
995 #define __XA_STATE(array, index, shift, sibs)  {        \
996         .xa = array,                                    \
997         .xa_index = index,                              \
998         .xa_shift = shift,                              \
999         .xa_sibs = sibs,                                \
1000         .xa_offset = 0,                                 \
1001         .xa_pad = 0,                                    \
1002         .xa_node = XAS_RESTART,                         \
1003         .xa_alloc = NULL,                               \
1004         .xa_update = NULL                               \
1005 }
1006
1007 /**
1008  * XA_STATE() - Declare an XArray operation state.
1009  * @name: Name of this operation state (usually xas).
1010  * @array: Array to operate on.
1011  * @index: Initial index of interest.
1012  *
1013  * Declare and initialise an xa_state on the stack.
1014  */
1015 #define XA_STATE(name, array, index)                            \
1016         struct xa_state name = __XA_STATE(array, index, 0, 0)
1017
1018 /**
1019  * XA_STATE_ORDER() - Declare an XArray operation state.
1020  * @name: Name of this operation state (usually xas).
1021  * @array: Array to operate on.
1022  * @index: Initial index of interest.
1023  * @order: Order of entry.
1024  *
1025  * Declare and initialise an xa_state on the stack.  This variant of
1026  * XA_STATE() allows you to specify the 'order' of the element you
1027  * want to operate on.`
1028  */
1029 #define XA_STATE_ORDER(name, array, index, order)               \
1030         struct xa_state name = __XA_STATE(array,                \
1031                         (index >> order) << order,              \
1032                         order - (order % XA_CHUNK_SHIFT),       \
1033                         (1U << (order % XA_CHUNK_SHIFT)) - 1)
1034
1035 #define xas_marked(xas, mark)   xa_marked((xas)->xa, (mark))
1036 #define xas_trylock(xas)        xa_trylock((xas)->xa)
1037 #define xas_lock(xas)           xa_lock((xas)->xa)
1038 #define xas_unlock(xas)         xa_unlock((xas)->xa)
1039 #define xas_lock_bh(xas)        xa_lock_bh((xas)->xa)
1040 #define xas_unlock_bh(xas)      xa_unlock_bh((xas)->xa)
1041 #define xas_lock_irq(xas)       xa_lock_irq((xas)->xa)
1042 #define xas_unlock_irq(xas)     xa_unlock_irq((xas)->xa)
1043 #define xas_lock_irqsave(xas, flags) \
1044                                 xa_lock_irqsave((xas)->xa, flags)
1045 #define xas_unlock_irqrestore(xas, flags) \
1046                                 xa_unlock_irqrestore((xas)->xa, flags)
1047
1048 /**
1049  * xas_error() - Return an errno stored in the xa_state.
1050  * @xas: XArray operation state.
1051  *
1052  * Return: 0 if no error has been noted.  A negative errno if one has.
1053  */
1054 static inline int xas_error(const struct xa_state *xas)
1055 {
1056         return xa_err(xas->xa_node);
1057 }
1058
1059 /**
1060  * xas_set_err() - Note an error in the xa_state.
1061  * @xas: XArray operation state.
1062  * @err: Negative error number.
1063  *
1064  * Only call this function with a negative @err; zero or positive errors
1065  * will probably not behave the way you think they should.  If you want
1066  * to clear the error from an xa_state, use xas_reset().
1067  */
1068 static inline void xas_set_err(struct xa_state *xas, long err)
1069 {
1070         xas->xa_node = XA_ERROR(err);
1071 }
1072
1073 /**
1074  * xas_invalid() - Is the xas in a retry or error state?
1075  * @xas: XArray operation state.
1076  *
1077  * Return: %true if the xas cannot be used for operations.
1078  */
1079 static inline bool xas_invalid(const struct xa_state *xas)
1080 {
1081         return (unsigned long)xas->xa_node & 3;
1082 }
1083
1084 /**
1085  * xas_valid() - Is the xas a valid cursor into the array?
1086  * @xas: XArray operation state.
1087  *
1088  * Return: %true if the xas can be used for operations.
1089  */
1090 static inline bool xas_valid(const struct xa_state *xas)
1091 {
1092         return !xas_invalid(xas);
1093 }
1094
1095 /**
1096  * xas_is_node() - Does the xas point to a node?
1097  * @xas: XArray operation state.
1098  *
1099  * Return: %true if the xas currently references a node.
1100  */
1101 static inline bool xas_is_node(const struct xa_state *xas)
1102 {
1103         return xas_valid(xas) && xas->xa_node;
1104 }
1105
1106 /* True if the pointer is something other than a node */
1107 static inline bool xas_not_node(struct xa_node *node)
1108 {
1109         return ((unsigned long)node & 3) || !node;
1110 }
1111
1112 /* True if the node represents RESTART or an error */
1113 static inline bool xas_frozen(struct xa_node *node)
1114 {
1115         return (unsigned long)node & 2;
1116 }
1117
1118 /* True if the node represents head-of-tree, RESTART or BOUNDS */
1119 static inline bool xas_top(struct xa_node *node)
1120 {
1121         return node <= XAS_RESTART;
1122 }
1123
1124 /**
1125  * xas_reset() - Reset an XArray operation state.
1126  * @xas: XArray operation state.
1127  *
1128  * Resets the error or walk state of the @xas so future walks of the
1129  * array will start from the root.  Use this if you have dropped the
1130  * xarray lock and want to reuse the xa_state.
1131  *
1132  * Context: Any context.
1133  */
1134 static inline void xas_reset(struct xa_state *xas)
1135 {
1136         xas->xa_node = XAS_RESTART;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * xas_retry() - Retry the operation if appropriate.
1141  * @xas: XArray operation state.
1142  * @entry: Entry from xarray.
1143  *
1144  * The advanced functions may sometimes return an internal entry, such as
1145  * a retry entry or a zero entry.  This function sets up the @xas to restart
1146  * the walk from the head of the array if needed.
1147  *
1148  * Context: Any context.
1149  * Return: true if the operation needs to be retried.
1150  */
1151 static inline bool xas_retry(struct xa_state *xas, const void *entry)
1152 {
1153         if (xa_is_zero(entry))
1154                 return true;
1155         if (!xa_is_retry(entry))
1156                 return false;
1157         xas_reset(xas);
1158         return true;
1159 }
1160
1161 void *xas_load(struct xa_state *);
1162 void *xas_store(struct xa_state *, void *entry);
1163 void *xas_find(struct xa_state *, unsigned long max);
1164 void *xas_find_conflict(struct xa_state *);
1165
1166 bool xas_get_mark(const struct xa_state *, xa_mark_t);
1167 void xas_set_mark(const struct xa_state *, xa_mark_t);
1168 void xas_clear_mark(const struct xa_state *, xa_mark_t);
1169 void *xas_find_marked(struct xa_state *, unsigned long max, xa_mark_t);
1170 void xas_init_marks(const struct xa_state *);
1171
1172 bool xas_nomem(struct xa_state *, gfp_t);
1173 void xas_pause(struct xa_state *);
1174
1175 void xas_create_range(struct xa_state *);
1176
1177 /**
1178  * xas_reload() - Refetch an entry from the xarray.
1179  * @xas: XArray operation state.
1180  *
1181  * Use this function to check that a previously loaded entry still has
1182  * the same value.  This is useful for the lockless pagecache lookup where
1183  * we walk the array with only the RCU lock to protect us, lock the page,
1184  * then check that the page hasn't moved since we looked it up.
1185  *
1186  * The caller guarantees that @xas is still valid.  If it may be in an
1187  * error or restart state, call xas_load() instead.
1188  *
1189  * Return: The entry at this location in the xarray.
1190  */
1191 static inline void *xas_reload(struct xa_state *xas)
1192 {
1193         struct xa_node *node = xas->xa_node;
1194
1195         if (node)
1196                 return xa_entry(xas->xa, node, xas->xa_offset);
1197         return xa_head(xas->xa);
1198 }
1199
1200 /**
1201  * xas_set() - Set up XArray operation state for a different index.
1202  * @xas: XArray operation state.
1203  * @index: New index into the XArray.
1204  *
1205  * Move the operation state to refer to a different index.  This will
1206  * have the effect of starting a walk from the top; see xas_next()
1207  * to move to an adjacent index.
1208  */
1209 static inline void xas_set(struct xa_state *xas, unsigned long index)
1210 {
1211         xas->xa_index = index;
1212         xas->xa_node = XAS_RESTART;
1213 }
1214
1215 /**
1216  * xas_set_order() - Set up XArray operation state for a multislot entry.
1217  * @xas: XArray operation state.
1218  * @index: Target of the operation.
1219  * @order: Entry occupies 2^@order indices.
1220  */
1221 static inline void xas_set_order(struct xa_state *xas, unsigned long index,
1222                                         unsigned int order)
1223 {
1224 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
1225         xas->xa_index = order < BITS_PER_LONG ? (index >> order) << order : 0;
1226         xas->xa_shift = order - (order % XA_CHUNK_SHIFT);
1227         xas->xa_sibs = (1 << (order % XA_CHUNK_SHIFT)) - 1;
1228         xas->xa_node = XAS_RESTART;
1229 #else
1230         BUG_ON(order > 0);
1231         xas_set(xas, index);
1232 #endif
1233 }
1234
1235 /**
1236  * xas_set_update() - Set up XArray operation state for a callback.
1237  * @xas: XArray operation state.
1238  * @update: Function to call when updating a node.
1239  *
1240  * The XArray can notify a caller after it has updated an xa_node.
1241  * This is advanced functionality and is only needed by the page cache.
1242  */
1243 static inline void xas_set_update(struct xa_state *xas, xa_update_node_t update)
1244 {
1245         xas->xa_update = update;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * xas_next_entry() - Advance iterator to next present entry.
1250  * @xas: XArray operation state.
1251  * @max: Highest index to return.
1252  *
1253  * xas_next_entry() is an inline function to optimise xarray traversal for
1254  * speed.  It is equivalent to calling xas_find(), and will call xas_find()
1255  * for all the hard cases.
1256  *
1257  * Return: The next present entry after the one currently referred to by @xas.
1258  */
1259 static inline void *xas_next_entry(struct xa_state *xas, unsigned long max)
1260 {
1261         struct xa_node *node = xas->xa_node;
1262         void *entry;
1263
1264         if (unlikely(xas_not_node(node) || node->shift ||
1265                         xas->xa_offset != (xas->xa_index & XA_CHUNK_MASK)))
1266                 return xas_find(xas, max);
1267
1268         do {
1269                 if (unlikely(xas->xa_index >= max))
1270                         return xas_find(xas, max);
1271                 if (unlikely(xas->xa_offset == XA_CHUNK_MASK))
1272                         return xas_find(xas, max);
1273                 entry = xa_entry(xas->xa, node, xas->xa_offset + 1);
1274                 if (unlikely(xa_is_internal(entry)))
1275                         return xas_find(xas, max);
1276                 xas->xa_offset++;
1277                 xas->xa_index++;
1278         } while (!entry);
1279
1280         return entry;
1281 }
1282
1283 /* Private */
1284 static inline unsigned int xas_find_chunk(struct xa_state *xas, bool advance,
1285                 xa_mark_t mark)
1286 {
1287         unsigned long *addr = xas->xa_node->marks[(__force unsigned)mark];
1288         unsigned int offset = xas->xa_offset;
1289
1290         if (advance)
1291                 offset++;
1292         if (XA_CHUNK_SIZE == BITS_PER_LONG) {
1293                 if (offset < XA_CHUNK_SIZE) {
1294                         unsigned long data = *addr & (~0UL << offset);
1295                         if (data)
1296                                 return __ffs(data);
1297                 }
1298                 return XA_CHUNK_SIZE;
1299         }
1300
1301         return find_next_bit(addr, XA_CHUNK_SIZE, offset);
1302 }
1303
1304 /**
1305  * xas_next_marked() - Advance iterator to next marked entry.
1306  * @xas: XArray operation state.
1307  * @max: Highest index to return.
1308  * @mark: Mark to search for.
1309  *
1310  * xas_next_marked() is an inline function to optimise xarray traversal for
1311  * speed.  It is equivalent to calling xas_find_marked(), and will call
1312  * xas_find_marked() for all the hard cases.
1313  *
1314  * Return: The next marked entry after the one currently referred to by @xas.
1315  */
1316 static inline void *xas_next_marked(struct xa_state *xas, unsigned long max,
1317                                                                 xa_mark_t mark)
1318 {
1319         struct xa_node *node = xas->xa_node;
1320         unsigned int offset;
1321
1322         if (unlikely(xas_not_node(node) || node->shift))
1323                 return xas_find_marked(xas, max, mark);
1324         offset = xas_find_chunk(xas, true, mark);
1325         xas->xa_offset = offset;
1326         xas->xa_index = (xas->xa_index & ~XA_CHUNK_MASK) + offset;
1327         if (xas->xa_index > max)
1328                 return NULL;
1329         if (offset == XA_CHUNK_SIZE)
1330                 return xas_find_marked(xas, max, mark);
1331         return xa_entry(xas->xa, node, offset);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * If iterating while holding a lock, drop the lock and reschedule
1336  * every %XA_CHECK_SCHED loops.
1337  */
1338 enum {
1339         XA_CHECK_SCHED = 4096,
1340 };
1341
1342 /**
1343  * xas_for_each() - Iterate over a range of an XArray.
1344  * @xas: XArray operation state.
1345  * @entry: Entry retrieved from the array.
1346  * @max: Maximum index to retrieve from array.
1347  *
1348  * The loop body will be executed for each entry present in the xarray
1349  * between the current xas position and @max.  @entry will be set to
1350  * the entry retrieved from the xarray.  It is safe to delete entries
1351  * from the array in the loop body.  You should hold either the RCU lock
1352  * or the xa_lock while iterating.  If you need to drop the lock, call
1353  * xas_pause() first.
1354  */
1355 #define xas_for_each(xas, entry, max) \
1356         for (entry = xas_find(xas, max); entry; \
1357              entry = xas_next_entry(xas, max))
1358
1359 /**
1360  * xas_for_each_marked() - Iterate over a range of an XArray.
1361  * @xas: XArray operation state.
1362  * @entry: Entry retrieved from the array.
1363  * @max: Maximum index to retrieve from array.
1364  * @mark: Mark to search for.
1365  *
1366  * The loop body will be executed for each marked entry in the xarray
1367  * between the current xas position and @max.  @entry will be set to
1368  * the entry retrieved from the xarray.  It is safe to delete entries
1369  * from the array in the loop body.  You should hold either the RCU lock
1370  * or the xa_lock while iterating.  If you need to drop the lock, call
1371  * xas_pause() first.
1372  */
1373 #define xas_for_each_marked(xas, entry, max, mark) \
1374         for (entry = xas_find_marked(xas, max, mark); entry; \
1375              entry = xas_next_marked(xas, max, mark))
1376
1377 /**
1378  * xas_for_each_conflict() - Iterate over a range of an XArray.
1379  * @xas: XArray operation state.
1380  * @entry: Entry retrieved from the array.
1381  *
1382  * The loop body will be executed for each entry in the XArray that lies
1383  * within the range specified by @xas.  If the loop completes successfully,
1384  * any entries that lie in this range will be replaced by @entry.  The caller
1385  * may break out of the loop; if they do so, the contents of the XArray will
1386  * be unchanged.  The operation may fail due to an out of memory condition.
1387  * The caller may also call xa_set_err() to exit the loop while setting an
1388  * error to record the reason.
1389  */
1390 #define xas_for_each_conflict(xas, entry) \
1391         while ((entry = xas_find_conflict(xas)))
1392
1393 void *__xas_next(struct xa_state *);
1394 void *__xas_prev(struct xa_state *);
1395
1396 /**
1397  * xas_prev() - Move iterator to previous index.
1398  * @xas: XArray operation state.
1399  *
1400  * If the @xas was in an error state, it will remain in an error state
1401  * and this function will return %NULL.  If the @xas has never been walked,
1402  * it will have the effect of calling xas_load().  Otherwise one will be
1403  * subtracted from the index and the state will be walked to the correct
1404  * location in the array for the next operation.
1405  *
1406  * If the iterator was referencing index 0, this function wraps
1407  * around to %ULONG_MAX.
1408  *
1409  * Return: The entry at the new index.  This may be %NULL or an internal
1410  * entry.
1411  */
1412 static inline void *xas_prev(struct xa_state *xas)
1413 {
1414         struct xa_node *node = xas->xa_node;
1415
1416         if (unlikely(xas_not_node(node) || node->shift ||
1417                                 xas->xa_offset == 0))
1418                 return __xas_prev(xas);
1419
1420         xas->xa_index--;
1421         xas->xa_offset--;
1422         return xa_entry(xas->xa, node, xas->xa_offset);
1423 }
1424
1425 /**
1426  * xas_next() - Move state to next index.
1427  * @xas: XArray operation state.
1428  *
1429  * If the @xas was in an error state, it will remain in an error state
1430  * and this function will return %NULL.  If the @xas has never been walked,
1431  * it will have the effect of calling xas_load().  Otherwise one will be
1432  * added to the index and the state will be walked to the correct
1433  * location in the array for the next operation.
1434  *
1435  * If the iterator was referencing index %ULONG_MAX, this function wraps
1436  * around to 0.
1437  *
1438  * Return: The entry at the new index.  This may be %NULL or an internal
1439  * entry.
1440  */
1441 static inline void *xas_next(struct xa_state *xas)
1442 {
1443         struct xa_node *node = xas->xa_node;
1444
1445         if (unlikely(xas_not_node(node) || node->shift ||
1446                                 xas->xa_offset == XA_CHUNK_MASK))
1447                 return __xas_next(xas);
1448
1449         xas->xa_index++;
1450         xas->xa_offset++;
1451         return xa_entry(xas->xa, node, xas->xa_offset);
1452 }
1453
1454 #endif /* _LINUX_XARRAY_H */