libata: Add ATA_HORKAGE_NO_NCQ_ON_ATI for Samsung 860 and 870 SSD.
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / rhashtable.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * Resizable, Scalable, Concurrent Hash Table
4  *
5  * Copyright (c) 2015-2016 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
6  * Copyright (c) 2014-2015 Thomas Graf <tgraf@suug.ch>
7  * Copyright (c) 2008-2014 Patrick McHardy <kaber@trash.net>
8  *
9  * Code partially derived from nft_hash
10  * Rewritten with rehash code from br_multicast plus single list
11  * pointer as suggested by Josh Triplett
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
15  * published by the Free Software Foundation.
16  */
17
18 #ifndef _LINUX_RHASHTABLE_H
19 #define _LINUX_RHASHTABLE_H
20
21 #include <linux/err.h>
22 #include <linux/errno.h>
23 #include <linux/jhash.h>
24 #include <linux/list_nulls.h>
25 #include <linux/workqueue.h>
26 #include <linux/rculist.h>
27 #include <linux/bit_spinlock.h>
28
29 #include <linux/rhashtable-types.h>
30 /*
31  * Objects in an rhashtable have an embedded struct rhash_head
32  * which is linked into as hash chain from the hash table - or one
33  * of two or more hash tables when the rhashtable is being resized.
34  * The end of the chain is marked with a special nulls marks which has
35  * the least significant bit set but otherwise stores the address of
36  * the hash bucket.  This allows us to be sure we've found the end
37  * of the right list.
38  * The value stored in the hash bucket has BIT(0) used as a lock bit.
39  * This bit must be atomically set before any changes are made to
40  * the chain.  To avoid dereferencing this pointer without clearing
41  * the bit first, we use an opaque 'struct rhash_lock_head *' for the
42  * pointer stored in the bucket.  This struct needs to be defined so
43  * that rcu_dereference() works on it, but it has no content so a
44  * cast is needed for it to be useful.  This ensures it isn't
45  * used by mistake with clearing the lock bit first.
46  */
47 struct rhash_lock_head {};
48
49 /* Maximum chain length before rehash
50  *
51  * The maximum (not average) chain length grows with the size of the hash
52  * table, at a rate of (log N)/(log log N).
53  *
54  * The value of 16 is selected so that even if the hash table grew to
55  * 2^32 you would not expect the maximum chain length to exceed it
56  * unless we are under attack (or extremely unlucky).
57  *
58  * As this limit is only to detect attacks, we don't need to set it to a
59  * lower value as you'd need the chain length to vastly exceed 16 to have
60  * any real effect on the system.
61  */
62 #define RHT_ELASTICITY  16u
63
64 /**
65  * struct bucket_table - Table of hash buckets
66  * @size: Number of hash buckets
67  * @nest: Number of bits of first-level nested table.
68  * @rehash: Current bucket being rehashed
69  * @hash_rnd: Random seed to fold into hash
70  * @walkers: List of active walkers
71  * @rcu: RCU structure for freeing the table
72  * @future_tbl: Table under construction during rehashing
73  * @ntbl: Nested table used when out of memory.
74  * @buckets: size * hash buckets
75  */
76 struct bucket_table {
77         unsigned int            size;
78         unsigned int            nest;
79         u32                     hash_rnd;
80         struct list_head        walkers;
81         struct rcu_head         rcu;
82
83         struct bucket_table __rcu *future_tbl;
84
85         struct lockdep_map      dep_map;
86
87         struct rhash_lock_head __rcu *buckets[] ____cacheline_aligned_in_smp;
88 };
89
90 /*
91  * NULLS_MARKER() expects a hash value with the low
92  * bits mostly likely to be significant, and it discards
93  * the msb.
94  * We give it an address, in which the bottom bit is
95  * always 0, and the msb might be significant.
96  * So we shift the address down one bit to align with
97  * expectations and avoid losing a significant bit.
98  *
99  * We never store the NULLS_MARKER in the hash table
100  * itself as we need the lsb for locking.
101  * Instead we store a NULL
102  */
103 #define RHT_NULLS_MARKER(ptr)   \
104         ((void *)NULLS_MARKER(((unsigned long) (ptr)) >> 1))
105 #define INIT_RHT_NULLS_HEAD(ptr)        \
106         ((ptr) = NULL)
107
108 static inline bool rht_is_a_nulls(const struct rhash_head *ptr)
109 {
110         return ((unsigned long) ptr & 1);
111 }
112
113 static inline void *rht_obj(const struct rhashtable *ht,
114                             const struct rhash_head *he)
115 {
116         return (char *)he - ht->p.head_offset;
117 }
118
119 static inline unsigned int rht_bucket_index(const struct bucket_table *tbl,
120                                             unsigned int hash)
121 {
122         return hash & (tbl->size - 1);
123 }
124
125 static inline unsigned int rht_key_get_hash(struct rhashtable *ht,
126         const void *key, const struct rhashtable_params params,
127         unsigned int hash_rnd)
128 {
129         unsigned int hash;
130
131         /* params must be equal to ht->p if it isn't constant. */
132         if (!__builtin_constant_p(params.key_len))
133                 hash = ht->p.hashfn(key, ht->key_len, hash_rnd);
134         else if (params.key_len) {
135                 unsigned int key_len = params.key_len;
136
137                 if (params.hashfn)
138                         hash = params.hashfn(key, key_len, hash_rnd);
139                 else if (key_len & (sizeof(u32) - 1))
140                         hash = jhash(key, key_len, hash_rnd);
141                 else
142                         hash = jhash2(key, key_len / sizeof(u32), hash_rnd);
143         } else {
144                 unsigned int key_len = ht->p.key_len;
145
146                 if (params.hashfn)
147                         hash = params.hashfn(key, key_len, hash_rnd);
148                 else
149                         hash = jhash(key, key_len, hash_rnd);
150         }
151
152         return hash;
153 }
154
155 static inline unsigned int rht_key_hashfn(
156         struct rhashtable *ht, const struct bucket_table *tbl,
157         const void *key, const struct rhashtable_params params)
158 {
159         unsigned int hash = rht_key_get_hash(ht, key, params, tbl->hash_rnd);
160
161         return rht_bucket_index(tbl, hash);
162 }
163
164 static inline unsigned int rht_head_hashfn(
165         struct rhashtable *ht, const struct bucket_table *tbl,
166         const struct rhash_head *he, const struct rhashtable_params params)
167 {
168         const char *ptr = rht_obj(ht, he);
169
170         return likely(params.obj_hashfn) ?
171                rht_bucket_index(tbl, params.obj_hashfn(ptr, params.key_len ?:
172                                                             ht->p.key_len,
173                                                        tbl->hash_rnd)) :
174                rht_key_hashfn(ht, tbl, ptr + params.key_offset, params);
175 }
176
177 /**
178  * rht_grow_above_75 - returns true if nelems > 0.75 * table-size
179  * @ht:         hash table
180  * @tbl:        current table
181  */
182 static inline bool rht_grow_above_75(const struct rhashtable *ht,
183                                      const struct bucket_table *tbl)
184 {
185         /* Expand table when exceeding 75% load */
186         return atomic_read(&ht->nelems) > (tbl->size / 4 * 3) &&
187                (!ht->p.max_size || tbl->size < ht->p.max_size);
188 }
189
190 /**
191  * rht_shrink_below_30 - returns true if nelems < 0.3 * table-size
192  * @ht:         hash table
193  * @tbl:        current table
194  */
195 static inline bool rht_shrink_below_30(const struct rhashtable *ht,
196                                        const struct bucket_table *tbl)
197 {
198         /* Shrink table beneath 30% load */
199         return atomic_read(&ht->nelems) < (tbl->size * 3 / 10) &&
200                tbl->size > ht->p.min_size;
201 }
202
203 /**
204  * rht_grow_above_100 - returns true if nelems > table-size
205  * @ht:         hash table
206  * @tbl:        current table
207  */
208 static inline bool rht_grow_above_100(const struct rhashtable *ht,
209                                       const struct bucket_table *tbl)
210 {
211         return atomic_read(&ht->nelems) > tbl->size &&
212                 (!ht->p.max_size || tbl->size < ht->p.max_size);
213 }
214
215 /**
216  * rht_grow_above_max - returns true if table is above maximum
217  * @ht:         hash table
218  * @tbl:        current table
219  */
220 static inline bool rht_grow_above_max(const struct rhashtable *ht,
221                                       const struct bucket_table *tbl)
222 {
223         return atomic_read(&ht->nelems) >= ht->max_elems;
224 }
225
226 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
227 int lockdep_rht_mutex_is_held(struct rhashtable *ht);
228 int lockdep_rht_bucket_is_held(const struct bucket_table *tbl, u32 hash);
229 #else
230 static inline int lockdep_rht_mutex_is_held(struct rhashtable *ht)
231 {
232         return 1;
233 }
234
235 static inline int lockdep_rht_bucket_is_held(const struct bucket_table *tbl,
236                                              u32 hash)
237 {
238         return 1;
239 }
240 #endif /* CONFIG_PROVE_LOCKING */
241
242 void *rhashtable_insert_slow(struct rhashtable *ht, const void *key,
243                              struct rhash_head *obj);
244
245 void rhashtable_walk_enter(struct rhashtable *ht,
246                            struct rhashtable_iter *iter);
247 void rhashtable_walk_exit(struct rhashtable_iter *iter);
248 int rhashtable_walk_start_check(struct rhashtable_iter *iter) __acquires(RCU);
249
250 static inline void rhashtable_walk_start(struct rhashtable_iter *iter)
251 {
252         (void)rhashtable_walk_start_check(iter);
253 }
254
255 void *rhashtable_walk_next(struct rhashtable_iter *iter);
256 void *rhashtable_walk_peek(struct rhashtable_iter *iter);
257 void rhashtable_walk_stop(struct rhashtable_iter *iter) __releases(RCU);
258
259 void rhashtable_free_and_destroy(struct rhashtable *ht,
260                                  void (*free_fn)(void *ptr, void *arg),
261                                  void *arg);
262 void rhashtable_destroy(struct rhashtable *ht);
263
264 struct rhash_lock_head __rcu **rht_bucket_nested(
265         const struct bucket_table *tbl, unsigned int hash);
266 struct rhash_lock_head __rcu **__rht_bucket_nested(
267         const struct bucket_table *tbl, unsigned int hash);
268 struct rhash_lock_head __rcu **rht_bucket_nested_insert(
269         struct rhashtable *ht, struct bucket_table *tbl, unsigned int hash);
270
271 #define rht_dereference(p, ht) \
272         rcu_dereference_protected(p, lockdep_rht_mutex_is_held(ht))
273
274 #define rht_dereference_rcu(p, ht) \
275         rcu_dereference_check(p, lockdep_rht_mutex_is_held(ht))
276
277 #define rht_dereference_bucket(p, tbl, hash) \
278         rcu_dereference_protected(p, lockdep_rht_bucket_is_held(tbl, hash))
279
280 #define rht_dereference_bucket_rcu(p, tbl, hash) \
281         rcu_dereference_check(p, lockdep_rht_bucket_is_held(tbl, hash))
282
283 #define rht_entry(tpos, pos, member) \
284         ({ tpos = container_of(pos, typeof(*tpos), member); 1; })
285
286 static inline struct rhash_lock_head __rcu *const *rht_bucket(
287         const struct bucket_table *tbl, unsigned int hash)
288 {
289         return unlikely(tbl->nest) ? rht_bucket_nested(tbl, hash) :
290                                      &tbl->buckets[hash];
291 }
292
293 static inline struct rhash_lock_head __rcu **rht_bucket_var(
294         struct bucket_table *tbl, unsigned int hash)
295 {
296         return unlikely(tbl->nest) ? __rht_bucket_nested(tbl, hash) :
297                                      &tbl->buckets[hash];
298 }
299
300 static inline struct rhash_lock_head __rcu **rht_bucket_insert(
301         struct rhashtable *ht, struct bucket_table *tbl, unsigned int hash)
302 {
303         return unlikely(tbl->nest) ? rht_bucket_nested_insert(ht, tbl, hash) :
304                                      &tbl->buckets[hash];
305 }
306
307 /*
308  * We lock a bucket by setting BIT(0) in the pointer - this is always
309  * zero in real pointers.  The NULLS mark is never stored in the bucket,
310  * rather we store NULL if the bucket is empty.
311  * bit_spin_locks do not handle contention well, but the whole point
312  * of the hashtable design is to achieve minimum per-bucket contention.
313  * A nested hash table might not have a bucket pointer.  In that case
314  * we cannot get a lock.  For remove and replace the bucket cannot be
315  * interesting and doesn't need locking.
316  * For insert we allocate the bucket if this is the last bucket_table,
317  * and then take the lock.
318  * Sometimes we unlock a bucket by writing a new pointer there.  In that
319  * case we don't need to unlock, but we do need to reset state such as
320  * local_bh. For that we have rht_assign_unlock().  As rcu_assign_pointer()
321  * provides the same release semantics that bit_spin_unlock() provides,
322  * this is safe.
323  * When we write to a bucket without unlocking, we use rht_assign_locked().
324  */
325
326 static inline void rht_lock(struct bucket_table *tbl,
327                             struct rhash_lock_head __rcu **bkt)
328 {
329         local_bh_disable();
330         bit_spin_lock(0, (unsigned long *)bkt);
331         lock_map_acquire(&tbl->dep_map);
332 }
333
334 static inline void rht_lock_nested(struct bucket_table *tbl,
335                                    struct rhash_lock_head __rcu **bucket,
336                                    unsigned int subclass)
337 {
338         local_bh_disable();
339         bit_spin_lock(0, (unsigned long *)bucket);
340         lock_acquire_exclusive(&tbl->dep_map, subclass, 0, NULL, _THIS_IP_);
341 }
342
343 static inline void rht_unlock(struct bucket_table *tbl,
344                               struct rhash_lock_head __rcu **bkt)
345 {
346         lock_map_release(&tbl->dep_map);
347         bit_spin_unlock(0, (unsigned long *)bkt);
348         local_bh_enable();
349 }
350
351 static inline struct rhash_head *__rht_ptr(
352         struct rhash_lock_head *p, struct rhash_lock_head __rcu *const *bkt)
353 {
354         return (struct rhash_head *)
355                 ((unsigned long)p & ~BIT(0) ?:
356                  (unsigned long)RHT_NULLS_MARKER(bkt));
357 }
358
359 /*
360  * Where 'bkt' is a bucket and might be locked:
361  *   rht_ptr_rcu() dereferences that pointer and clears the lock bit.
362  *   rht_ptr() dereferences in a context where the bucket is locked.
363  *   rht_ptr_exclusive() dereferences in a context where exclusive
364  *            access is guaranteed, such as when destroying the table.
365  */
366 static inline struct rhash_head *rht_ptr_rcu(
367         struct rhash_lock_head __rcu *const *bkt)
368 {
369         return __rht_ptr(rcu_dereference(*bkt), bkt);
370 }
371
372 static inline struct rhash_head *rht_ptr(
373         struct rhash_lock_head __rcu *const *bkt,
374         struct bucket_table *tbl,
375         unsigned int hash)
376 {
377         return __rht_ptr(rht_dereference_bucket(*bkt, tbl, hash), bkt);
378 }
379
380 static inline struct rhash_head *rht_ptr_exclusive(
381         struct rhash_lock_head __rcu *const *bkt)
382 {
383         return __rht_ptr(rcu_dereference_protected(*bkt, 1), bkt);
384 }
385
386 static inline void rht_assign_locked(struct rhash_lock_head __rcu **bkt,
387                                      struct rhash_head *obj)
388 {
389         if (rht_is_a_nulls(obj))
390                 obj = NULL;
391         rcu_assign_pointer(*bkt, (void *)((unsigned long)obj | BIT(0)));
392 }
393
394 static inline void rht_assign_unlock(struct bucket_table *tbl,
395                                      struct rhash_lock_head __rcu **bkt,
396                                      struct rhash_head *obj)
397 {
398         if (rht_is_a_nulls(obj))
399                 obj = NULL;
400         lock_map_release(&tbl->dep_map);
401         rcu_assign_pointer(*bkt, (void *)obj);
402         preempt_enable();
403         __release(bitlock);
404         local_bh_enable();
405 }
406
407 /**
408  * rht_for_each_from - iterate over hash chain from given head
409  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
410  * @head:       the &struct rhash_head to start from
411  * @tbl:        the &struct bucket_table
412  * @hash:       the hash value / bucket index
413  */
414 #define rht_for_each_from(pos, head, tbl, hash) \
415         for (pos = head;                        \
416              !rht_is_a_nulls(pos);              \
417              pos = rht_dereference_bucket((pos)->next, tbl, hash))
418
419 /**
420  * rht_for_each - iterate over hash chain
421  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
422  * @tbl:        the &struct bucket_table
423  * @hash:       the hash value / bucket index
424  */
425 #define rht_for_each(pos, tbl, hash) \
426         rht_for_each_from(pos, rht_ptr(rht_bucket(tbl, hash), tbl, hash),  \
427                           tbl, hash)
428
429 /**
430  * rht_for_each_entry_from - iterate over hash chain from given head
431  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
432  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
433  * @head:       the &struct rhash_head to start from
434  * @tbl:        the &struct bucket_table
435  * @hash:       the hash value / bucket index
436  * @member:     name of the &struct rhash_head within the hashable struct.
437  */
438 #define rht_for_each_entry_from(tpos, pos, head, tbl, hash, member)     \
439         for (pos = head;                                                \
440              (!rht_is_a_nulls(pos)) && rht_entry(tpos, pos, member);    \
441              pos = rht_dereference_bucket((pos)->next, tbl, hash))
442
443 /**
444  * rht_for_each_entry - iterate over hash chain of given type
445  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
446  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
447  * @tbl:        the &struct bucket_table
448  * @hash:       the hash value / bucket index
449  * @member:     name of the &struct rhash_head within the hashable struct.
450  */
451 #define rht_for_each_entry(tpos, pos, tbl, hash, member)                \
452         rht_for_each_entry_from(tpos, pos,                              \
453                                 rht_ptr(rht_bucket(tbl, hash), tbl, hash), \
454                                 tbl, hash, member)
455
456 /**
457  * rht_for_each_entry_safe - safely iterate over hash chain of given type
458  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
459  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
460  * @next:       the &struct rhash_head to use as next in loop cursor.
461  * @tbl:        the &struct bucket_table
462  * @hash:       the hash value / bucket index
463  * @member:     name of the &struct rhash_head within the hashable struct.
464  *
465  * This hash chain list-traversal primitive allows for the looped code to
466  * remove the loop cursor from the list.
467  */
468 #define rht_for_each_entry_safe(tpos, pos, next, tbl, hash, member)           \
469         for (pos = rht_ptr(rht_bucket(tbl, hash), tbl, hash),                 \
470              next = !rht_is_a_nulls(pos) ?                                    \
471                        rht_dereference_bucket(pos->next, tbl, hash) : NULL;   \
472              (!rht_is_a_nulls(pos)) && rht_entry(tpos, pos, member);          \
473              pos = next,                                                      \
474              next = !rht_is_a_nulls(pos) ?                                    \
475                        rht_dereference_bucket(pos->next, tbl, hash) : NULL)
476
477 /**
478  * rht_for_each_rcu_from - iterate over rcu hash chain from given head
479  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
480  * @head:       the &struct rhash_head to start from
481  * @tbl:        the &struct bucket_table
482  * @hash:       the hash value / bucket index
483  *
484  * This hash chain list-traversal primitive may safely run concurrently with
485  * the _rcu mutation primitives such as rhashtable_insert() as long as the
486  * traversal is guarded by rcu_read_lock().
487  */
488 #define rht_for_each_rcu_from(pos, head, tbl, hash)                     \
489         for (({barrier(); }),                                           \
490              pos = head;                                                \
491              !rht_is_a_nulls(pos);                                      \
492              pos = rcu_dereference_raw(pos->next))
493
494 /**
495  * rht_for_each_rcu - iterate over rcu hash chain
496  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
497  * @tbl:        the &struct bucket_table
498  * @hash:       the hash value / bucket index
499  *
500  * This hash chain list-traversal primitive may safely run concurrently with
501  * the _rcu mutation primitives such as rhashtable_insert() as long as the
502  * traversal is guarded by rcu_read_lock().
503  */
504 #define rht_for_each_rcu(pos, tbl, hash)                        \
505         for (({barrier(); }),                                   \
506              pos = rht_ptr_rcu(rht_bucket(tbl, hash));          \
507              !rht_is_a_nulls(pos);                              \
508              pos = rcu_dereference_raw(pos->next))
509
510 /**
511  * rht_for_each_entry_rcu_from - iterated over rcu hash chain from given head
512  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
513  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
514  * @head:       the &struct rhash_head to start from
515  * @tbl:        the &struct bucket_table
516  * @hash:       the hash value / bucket index
517  * @member:     name of the &struct rhash_head within the hashable struct.
518  *
519  * This hash chain list-traversal primitive may safely run concurrently with
520  * the _rcu mutation primitives such as rhashtable_insert() as long as the
521  * traversal is guarded by rcu_read_lock().
522  */
523 #define rht_for_each_entry_rcu_from(tpos, pos, head, tbl, hash, member) \
524         for (({barrier(); }),                                               \
525              pos = head;                                                    \
526              (!rht_is_a_nulls(pos)) && rht_entry(tpos, pos, member);        \
527              pos = rht_dereference_bucket_rcu(pos->next, tbl, hash))
528
529 /**
530  * rht_for_each_entry_rcu - iterate over rcu hash chain of given type
531  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
532  * @pos:        the &struct rhash_head to use as a loop cursor.
533  * @tbl:        the &struct bucket_table
534  * @hash:       the hash value / bucket index
535  * @member:     name of the &struct rhash_head within the hashable struct.
536  *
537  * This hash chain list-traversal primitive may safely run concurrently with
538  * the _rcu mutation primitives such as rhashtable_insert() as long as the
539  * traversal is guarded by rcu_read_lock().
540  */
541 #define rht_for_each_entry_rcu(tpos, pos, tbl, hash, member)               \
542         rht_for_each_entry_rcu_from(tpos, pos,                             \
543                                     rht_ptr_rcu(rht_bucket(tbl, hash)),    \
544                                     tbl, hash, member)
545
546 /**
547  * rhl_for_each_rcu - iterate over rcu hash table list
548  * @pos:        the &struct rlist_head to use as a loop cursor.
549  * @list:       the head of the list
550  *
551  * This hash chain list-traversal primitive should be used on the
552  * list returned by rhltable_lookup.
553  */
554 #define rhl_for_each_rcu(pos, list)                                     \
555         for (pos = list; pos; pos = rcu_dereference_raw(pos->next))
556
557 /**
558  * rhl_for_each_entry_rcu - iterate over rcu hash table list of given type
559  * @tpos:       the type * to use as a loop cursor.
560  * @pos:        the &struct rlist_head to use as a loop cursor.
561  * @list:       the head of the list
562  * @member:     name of the &struct rlist_head within the hashable struct.
563  *
564  * This hash chain list-traversal primitive should be used on the
565  * list returned by rhltable_lookup.
566  */
567 #define rhl_for_each_entry_rcu(tpos, pos, list, member)                 \
568         for (pos = list; pos && rht_entry(tpos, pos, member);           \
569              pos = rcu_dereference_raw(pos->next))
570
571 static inline int rhashtable_compare(struct rhashtable_compare_arg *arg,
572                                      const void *obj)
573 {
574         struct rhashtable *ht = arg->ht;
575         const char *ptr = obj;
576
577         return memcmp(ptr + ht->p.key_offset, arg->key, ht->p.key_len);
578 }
579
580 /* Internal function, do not use. */
581 static inline struct rhash_head *__rhashtable_lookup(
582         struct rhashtable *ht, const void *key,
583         const struct rhashtable_params params)
584 {
585         struct rhashtable_compare_arg arg = {
586                 .ht = ht,
587                 .key = key,
588         };
589         struct rhash_lock_head __rcu *const *bkt;
590         struct bucket_table *tbl;
591         struct rhash_head *he;
592         unsigned int hash;
593
594         tbl = rht_dereference_rcu(ht->tbl, ht);
595 restart:
596         hash = rht_key_hashfn(ht, tbl, key, params);
597         bkt = rht_bucket(tbl, hash);
598         do {
599                 rht_for_each_rcu_from(he, rht_ptr_rcu(bkt), tbl, hash) {
600                         if (params.obj_cmpfn ?
601                             params.obj_cmpfn(&arg, rht_obj(ht, he)) :
602                             rhashtable_compare(&arg, rht_obj(ht, he)))
603                                 continue;
604                         return he;
605                 }
606                 /* An object might have been moved to a different hash chain,
607                  * while we walk along it - better check and retry.
608                  */
609         } while (he != RHT_NULLS_MARKER(bkt));
610
611         /* Ensure we see any new tables. */
612         smp_rmb();
613
614         tbl = rht_dereference_rcu(tbl->future_tbl, ht);
615         if (unlikely(tbl))
616                 goto restart;
617
618         return NULL;
619 }
620
621 /**
622  * rhashtable_lookup - search hash table
623  * @ht:         hash table
624  * @key:        the pointer to the key
625  * @params:     hash table parameters
626  *
627  * Computes the hash value for the key and traverses the bucket chain looking
628  * for a entry with an identical key. The first matching entry is returned.
629  *
630  * This must only be called under the RCU read lock.
631  *
632  * Returns the first entry on which the compare function returned true.
633  */
634 static inline void *rhashtable_lookup(
635         struct rhashtable *ht, const void *key,
636         const struct rhashtable_params params)
637 {
638         struct rhash_head *he = __rhashtable_lookup(ht, key, params);
639
640         return he ? rht_obj(ht, he) : NULL;
641 }
642
643 /**
644  * rhashtable_lookup_fast - search hash table, without RCU read lock
645  * @ht:         hash table
646  * @key:        the pointer to the key
647  * @params:     hash table parameters
648  *
649  * Computes the hash value for the key and traverses the bucket chain looking
650  * for a entry with an identical key. The first matching entry is returned.
651  *
652  * Only use this function when you have other mechanisms guaranteeing
653  * that the object won't go away after the RCU read lock is released.
654  *
655  * Returns the first entry on which the compare function returned true.
656  */
657 static inline void *rhashtable_lookup_fast(
658         struct rhashtable *ht, const void *key,
659         const struct rhashtable_params params)
660 {
661         void *obj;
662
663         rcu_read_lock();
664         obj = rhashtable_lookup(ht, key, params);
665         rcu_read_unlock();
666
667         return obj;
668 }
669
670 /**
671  * rhltable_lookup - search hash list table
672  * @hlt:        hash table
673  * @key:        the pointer to the key
674  * @params:     hash table parameters
675  *
676  * Computes the hash value for the key and traverses the bucket chain looking
677  * for a entry with an identical key.  All matching entries are returned
678  * in a list.
679  *
680  * This must only be called under the RCU read lock.
681  *
682  * Returns the list of entries that match the given key.
683  */
684 static inline struct rhlist_head *rhltable_lookup(
685         struct rhltable *hlt, const void *key,
686         const struct rhashtable_params params)
687 {
688         struct rhash_head *he = __rhashtable_lookup(&hlt->ht, key, params);
689
690         return he ? container_of(he, struct rhlist_head, rhead) : NULL;
691 }
692
693 /* Internal function, please use rhashtable_insert_fast() instead. This
694  * function returns the existing element already in hashes in there is a clash,
695  * otherwise it returns an error via ERR_PTR().
696  */
697 static inline void *__rhashtable_insert_fast(
698         struct rhashtable *ht, const void *key, struct rhash_head *obj,
699         const struct rhashtable_params params, bool rhlist)
700 {
701         struct rhashtable_compare_arg arg = {
702                 .ht = ht,
703                 .key = key,
704         };
705         struct rhash_lock_head __rcu **bkt;
706         struct rhash_head __rcu **pprev;
707         struct bucket_table *tbl;
708         struct rhash_head *head;
709         unsigned int hash;
710         int elasticity;
711         void *data;
712
713         rcu_read_lock();
714
715         tbl = rht_dereference_rcu(ht->tbl, ht);
716         hash = rht_head_hashfn(ht, tbl, obj, params);
717         elasticity = RHT_ELASTICITY;
718         bkt = rht_bucket_insert(ht, tbl, hash);
719         data = ERR_PTR(-ENOMEM);
720         if (!bkt)
721                 goto out;
722         pprev = NULL;
723         rht_lock(tbl, bkt);
724
725         if (unlikely(rcu_access_pointer(tbl->future_tbl))) {
726 slow_path:
727                 rht_unlock(tbl, bkt);
728                 rcu_read_unlock();
729                 return rhashtable_insert_slow(ht, key, obj);
730         }
731
732         rht_for_each_from(head, rht_ptr(bkt, tbl, hash), tbl, hash) {
733                 struct rhlist_head *plist;
734                 struct rhlist_head *list;
735
736                 elasticity--;
737                 if (!key ||
738                     (params.obj_cmpfn ?
739                      params.obj_cmpfn(&arg, rht_obj(ht, head)) :
740                      rhashtable_compare(&arg, rht_obj(ht, head)))) {
741                         pprev = &head->next;
742                         continue;
743                 }
744
745                 data = rht_obj(ht, head);
746
747                 if (!rhlist)
748                         goto out_unlock;
749
750
751                 list = container_of(obj, struct rhlist_head, rhead);
752                 plist = container_of(head, struct rhlist_head, rhead);
753
754                 RCU_INIT_POINTER(list->next, plist);
755                 head = rht_dereference_bucket(head->next, tbl, hash);
756                 RCU_INIT_POINTER(list->rhead.next, head);
757                 if (pprev) {
758                         rcu_assign_pointer(*pprev, obj);
759                         rht_unlock(tbl, bkt);
760                 } else
761                         rht_assign_unlock(tbl, bkt, obj);
762                 data = NULL;
763                 goto out;
764         }
765
766         if (elasticity <= 0)
767                 goto slow_path;
768
769         data = ERR_PTR(-E2BIG);
770         if (unlikely(rht_grow_above_max(ht, tbl)))
771                 goto out_unlock;
772
773         if (unlikely(rht_grow_above_100(ht, tbl)))
774                 goto slow_path;
775
776         /* Inserting at head of list makes unlocking free. */
777         head = rht_ptr(bkt, tbl, hash);
778
779         RCU_INIT_POINTER(obj->next, head);
780         if (rhlist) {
781                 struct rhlist_head *list;
782
783                 list = container_of(obj, struct rhlist_head, rhead);
784                 RCU_INIT_POINTER(list->next, NULL);
785         }
786
787         atomic_inc(&ht->nelems);
788         rht_assign_unlock(tbl, bkt, obj);
789
790         if (rht_grow_above_75(ht, tbl))
791                 schedule_work(&ht->run_work);
792
793         data = NULL;
794 out:
795         rcu_read_unlock();
796
797         return data;
798
799 out_unlock:
800         rht_unlock(tbl, bkt);
801         goto out;
802 }
803
804 /**
805  * rhashtable_insert_fast - insert object into hash table
806  * @ht:         hash table
807  * @obj:        pointer to hash head inside object
808  * @params:     hash table parameters
809  *
810  * Will take the per bucket bitlock to protect against mutual mutations
811  * on the same bucket. Multiple insertions may occur in parallel unless
812  * they map to the same bucket.
813  *
814  * It is safe to call this function from atomic context.
815  *
816  * Will trigger an automatic deferred table resizing if residency in the
817  * table grows beyond 70%.
818  */
819 static inline int rhashtable_insert_fast(
820         struct rhashtable *ht, struct rhash_head *obj,
821         const struct rhashtable_params params)
822 {
823         void *ret;
824
825         ret = __rhashtable_insert_fast(ht, NULL, obj, params, false);
826         if (IS_ERR(ret))
827                 return PTR_ERR(ret);
828
829         return ret == NULL ? 0 : -EEXIST;
830 }
831
832 /**
833  * rhltable_insert_key - insert object into hash list table
834  * @hlt:        hash list table
835  * @key:        the pointer to the key
836  * @list:       pointer to hash list head inside object
837  * @params:     hash table parameters
838  *
839  * Will take the per bucket bitlock to protect against mutual mutations
840  * on the same bucket. Multiple insertions may occur in parallel unless
841  * they map to the same bucket.
842  *
843  * It is safe to call this function from atomic context.
844  *
845  * Will trigger an automatic deferred table resizing if residency in the
846  * table grows beyond 70%.
847  */
848 static inline int rhltable_insert_key(
849         struct rhltable *hlt, const void *key, struct rhlist_head *list,
850         const struct rhashtable_params params)
851 {
852         return PTR_ERR(__rhashtable_insert_fast(&hlt->ht, key, &list->rhead,
853                                                 params, true));
854 }
855
856 /**
857  * rhltable_insert - insert object into hash list table
858  * @hlt:        hash list table
859  * @list:       pointer to hash list head inside object
860  * @params:     hash table parameters
861  *
862  * Will take the per bucket bitlock to protect against mutual mutations
863  * on the same bucket. Multiple insertions may occur in parallel unless
864  * they map to the same bucket.
865  *
866  * It is safe to call this function from atomic context.
867  *
868  * Will trigger an automatic deferred table resizing if residency in the
869  * table grows beyond 70%.
870  */
871 static inline int rhltable_insert(
872         struct rhltable *hlt, struct rhlist_head *list,
873         const struct rhashtable_params params)
874 {
875         const char *key = rht_obj(&hlt->ht, &list->rhead);
876
877         key += params.key_offset;
878
879         return rhltable_insert_key(hlt, key, list, params);
880 }
881
882 /**
883  * rhashtable_lookup_insert_fast - lookup and insert object into hash table
884  * @ht:         hash table
885  * @obj:        pointer to hash head inside object
886  * @params:     hash table parameters
887  *
888  * This lookup function may only be used for fixed key hash table (key_len
889  * parameter set). It will BUG() if used inappropriately.
890  *
891  * It is safe to call this function from atomic context.
892  *
893  * Will trigger an automatic deferred table resizing if residency in the
894  * table grows beyond 70%.
895  */
896 static inline int rhashtable_lookup_insert_fast(
897         struct rhashtable *ht, struct rhash_head *obj,
898         const struct rhashtable_params params)
899 {
900         const char *key = rht_obj(ht, obj);
901         void *ret;
902
903         BUG_ON(ht->p.obj_hashfn);
904
905         ret = __rhashtable_insert_fast(ht, key + ht->p.key_offset, obj, params,
906                                        false);
907         if (IS_ERR(ret))
908                 return PTR_ERR(ret);
909
910         return ret == NULL ? 0 : -EEXIST;
911 }
912
913 /**
914  * rhashtable_lookup_get_insert_fast - lookup and insert object into hash table
915  * @ht:         hash table
916  * @obj:        pointer to hash head inside object
917  * @params:     hash table parameters
918  *
919  * Just like rhashtable_lookup_insert_fast(), but this function returns the
920  * object if it exists, NULL if it did not and the insertion was successful,
921  * and an ERR_PTR otherwise.
922  */
923 static inline void *rhashtable_lookup_get_insert_fast(
924         struct rhashtable *ht, struct rhash_head *obj,
925         const struct rhashtable_params params)
926 {
927         const char *key = rht_obj(ht, obj);
928
929         BUG_ON(ht->p.obj_hashfn);
930
931         return __rhashtable_insert_fast(ht, key + ht->p.key_offset, obj, params,
932                                         false);
933 }
934
935 /**
936  * rhashtable_lookup_insert_key - search and insert object to hash table
937  *                                with explicit key
938  * @ht:         hash table
939  * @key:        key
940  * @obj:        pointer to hash head inside object
941  * @params:     hash table parameters
942  *
943  * Lookups may occur in parallel with hashtable mutations and resizing.
944  *
945  * Will trigger an automatic deferred table resizing if residency in the
946  * table grows beyond 70%.
947  *
948  * Returns zero on success.
949  */
950 static inline int rhashtable_lookup_insert_key(
951         struct rhashtable *ht, const void *key, struct rhash_head *obj,
952         const struct rhashtable_params params)
953 {
954         void *ret;
955
956         BUG_ON(!ht->p.obj_hashfn || !key);
957
958         ret = __rhashtable_insert_fast(ht, key, obj, params, false);
959         if (IS_ERR(ret))
960                 return PTR_ERR(ret);
961
962         return ret == NULL ? 0 : -EEXIST;
963 }
964
965 /**
966  * rhashtable_lookup_get_insert_key - lookup and insert object into hash table
967  * @ht:         hash table
968  * @key:        key
969  * @obj:        pointer to hash head inside object
970  * @params:     hash table parameters
971  *
972  * Just like rhashtable_lookup_insert_key(), but this function returns the
973  * object if it exists, NULL if it does not and the insertion was successful,
974  * and an ERR_PTR otherwise.
975  */
976 static inline void *rhashtable_lookup_get_insert_key(
977         struct rhashtable *ht, const void *key, struct rhash_head *obj,
978         const struct rhashtable_params params)
979 {
980         BUG_ON(!ht->p.obj_hashfn || !key);
981
982         return __rhashtable_insert_fast(ht, key, obj, params, false);
983 }
984
985 /* Internal function, please use rhashtable_remove_fast() instead */
986 static inline int __rhashtable_remove_fast_one(
987         struct rhashtable *ht, struct bucket_table *tbl,
988         struct rhash_head *obj, const struct rhashtable_params params,
989         bool rhlist)
990 {
991         struct rhash_lock_head __rcu **bkt;
992         struct rhash_head __rcu **pprev;
993         struct rhash_head *he;
994         unsigned int hash;
995         int err = -ENOENT;
996
997         hash = rht_head_hashfn(ht, tbl, obj, params);
998         bkt = rht_bucket_var(tbl, hash);
999         if (!bkt)
1000                 return -ENOENT;
1001         pprev = NULL;
1002         rht_lock(tbl, bkt);
1003
1004         rht_for_each_from(he, rht_ptr(bkt, tbl, hash), tbl, hash) {
1005                 struct rhlist_head *list;
1006
1007                 list = container_of(he, struct rhlist_head, rhead);
1008
1009                 if (he != obj) {
1010                         struct rhlist_head __rcu **lpprev;
1011
1012                         pprev = &he->next;
1013
1014                         if (!rhlist)
1015                                 continue;
1016
1017                         do {
1018                                 lpprev = &list->next;
1019                                 list = rht_dereference_bucket(list->next,
1020                                                               tbl, hash);
1021                         } while (list && obj != &list->rhead);
1022
1023                         if (!list)
1024                                 continue;
1025
1026                         list = rht_dereference_bucket(list->next, tbl, hash);
1027                         RCU_INIT_POINTER(*lpprev, list);
1028                         err = 0;
1029                         break;
1030                 }
1031
1032                 obj = rht_dereference_bucket(obj->next, tbl, hash);
1033                 err = 1;
1034
1035                 if (rhlist) {
1036                         list = rht_dereference_bucket(list->next, tbl, hash);
1037                         if (list) {
1038                                 RCU_INIT_POINTER(list->rhead.next, obj);
1039                                 obj = &list->rhead;
1040                                 err = 0;
1041                         }
1042                 }
1043
1044                 if (pprev) {
1045                         rcu_assign_pointer(*pprev, obj);
1046                         rht_unlock(tbl, bkt);
1047                 } else {
1048                         rht_assign_unlock(tbl, bkt, obj);
1049                 }
1050                 goto unlocked;
1051         }
1052
1053         rht_unlock(tbl, bkt);
1054 unlocked:
1055         if (err > 0) {
1056                 atomic_dec(&ht->nelems);
1057                 if (unlikely(ht->p.automatic_shrinking &&
1058                              rht_shrink_below_30(ht, tbl)))
1059                         schedule_work(&ht->run_work);
1060                 err = 0;
1061         }
1062
1063         return err;
1064 }
1065
1066 /* Internal function, please use rhashtable_remove_fast() instead */
1067 static inline int __rhashtable_remove_fast(
1068         struct rhashtable *ht, struct rhash_head *obj,
1069         const struct rhashtable_params params, bool rhlist)
1070 {
1071         struct bucket_table *tbl;
1072         int err;
1073
1074         rcu_read_lock();
1075
1076         tbl = rht_dereference_rcu(ht->tbl, ht);
1077
1078         /* Because we have already taken (and released) the bucket
1079          * lock in old_tbl, if we find that future_tbl is not yet
1080          * visible then that guarantees the entry to still be in
1081          * the old tbl if it exists.
1082          */
1083         while ((err = __rhashtable_remove_fast_one(ht, tbl, obj, params,
1084                                                    rhlist)) &&
1085                (tbl = rht_dereference_rcu(tbl->future_tbl, ht)))
1086                 ;
1087
1088         rcu_read_unlock();
1089
1090         return err;
1091 }
1092
1093 /**
1094  * rhashtable_remove_fast - remove object from hash table
1095  * @ht:         hash table
1096  * @obj:        pointer to hash head inside object
1097  * @params:     hash table parameters
1098  *
1099  * Since the hash chain is single linked, the removal operation needs to
1100  * walk the bucket chain upon removal. The removal operation is thus
1101  * considerable slow if the hash table is not correctly sized.
1102  *
1103  * Will automatically shrink the table if permitted when residency drops
1104  * below 30%.
1105  *
1106  * Returns zero on success, -ENOENT if the entry could not be found.
1107  */
1108 static inline int rhashtable_remove_fast(
1109         struct rhashtable *ht, struct rhash_head *obj,
1110         const struct rhashtable_params params)
1111 {
1112         return __rhashtable_remove_fast(ht, obj, params, false);
1113 }
1114
1115 /**
1116  * rhltable_remove - remove object from hash list table
1117  * @hlt:        hash list table
1118  * @list:       pointer to hash list head inside object
1119  * @params:     hash table parameters
1120  *
1121  * Since the hash chain is single linked, the removal operation needs to
1122  * walk the bucket chain upon removal. The removal operation is thus
1123  * considerable slow if the hash table is not correctly sized.
1124  *
1125  * Will automatically shrink the table if permitted when residency drops
1126  * below 30%
1127  *
1128  * Returns zero on success, -ENOENT if the entry could not be found.
1129  */
1130 static inline int rhltable_remove(
1131         struct rhltable *hlt, struct rhlist_head *list,
1132         const struct rhashtable_params params)
1133 {
1134         return __rhashtable_remove_fast(&hlt->ht, &list->rhead, params, true);
1135 }
1136
1137 /* Internal function, please use rhashtable_replace_fast() instead */
1138 static inline int __rhashtable_replace_fast(
1139         struct rhashtable *ht, struct bucket_table *tbl,
1140         struct rhash_head *obj_old, struct rhash_head *obj_new,
1141         const struct rhashtable_params params)
1142 {
1143         struct rhash_lock_head __rcu **bkt;
1144         struct rhash_head __rcu **pprev;
1145         struct rhash_head *he;
1146         unsigned int hash;
1147         int err = -ENOENT;
1148
1149         /* Minimally, the old and new objects must have same hash
1150          * (which should mean identifiers are the same).
1151          */
1152         hash = rht_head_hashfn(ht, tbl, obj_old, params);
1153         if (hash != rht_head_hashfn(ht, tbl, obj_new, params))
1154                 return -EINVAL;
1155
1156         bkt = rht_bucket_var(tbl, hash);
1157         if (!bkt)
1158                 return -ENOENT;
1159
1160         pprev = NULL;
1161         rht_lock(tbl, bkt);
1162
1163         rht_for_each_from(he, rht_ptr(bkt, tbl, hash), tbl, hash) {
1164                 if (he != obj_old) {
1165                         pprev = &he->next;
1166                         continue;
1167                 }
1168
1169                 rcu_assign_pointer(obj_new->next, obj_old->next);
1170                 if (pprev) {
1171                         rcu_assign_pointer(*pprev, obj_new);
1172                         rht_unlock(tbl, bkt);
1173                 } else {
1174                         rht_assign_unlock(tbl, bkt, obj_new);
1175                 }
1176                 err = 0;
1177                 goto unlocked;
1178         }
1179
1180         rht_unlock(tbl, bkt);
1181
1182 unlocked:
1183         return err;
1184 }
1185
1186 /**
1187  * rhashtable_replace_fast - replace an object in hash table
1188  * @ht:         hash table
1189  * @obj_old:    pointer to hash head inside object being replaced
1190  * @obj_new:    pointer to hash head inside object which is new
1191  * @params:     hash table parameters
1192  *
1193  * Replacing an object doesn't affect the number of elements in the hash table
1194  * or bucket, so we don't need to worry about shrinking or expanding the
1195  * table here.
1196  *
1197  * Returns zero on success, -ENOENT if the entry could not be found,
1198  * -EINVAL if hash is not the same for the old and new objects.
1199  */
1200 static inline int rhashtable_replace_fast(
1201         struct rhashtable *ht, struct rhash_head *obj_old,
1202         struct rhash_head *obj_new,
1203         const struct rhashtable_params params)
1204 {
1205         struct bucket_table *tbl;
1206         int err;
1207
1208         rcu_read_lock();
1209
1210         tbl = rht_dereference_rcu(ht->tbl, ht);
1211
1212         /* Because we have already taken (and released) the bucket
1213          * lock in old_tbl, if we find that future_tbl is not yet
1214          * visible then that guarantees the entry to still be in
1215          * the old tbl if it exists.
1216          */
1217         while ((err = __rhashtable_replace_fast(ht, tbl, obj_old,
1218                                                 obj_new, params)) &&
1219                (tbl = rht_dereference_rcu(tbl->future_tbl, ht)))
1220                 ;
1221
1222         rcu_read_unlock();
1223
1224         return err;
1225 }
1226
1227 /**
1228  * rhltable_walk_enter - Initialise an iterator
1229  * @hlt:        Table to walk over
1230  * @iter:       Hash table Iterator
1231  *
1232  * This function prepares a hash table walk.
1233  *
1234  * Note that if you restart a walk after rhashtable_walk_stop you
1235  * may see the same object twice.  Also, you may miss objects if
1236  * there are removals in between rhashtable_walk_stop and the next
1237  * call to rhashtable_walk_start.
1238  *
1239  * For a completely stable walk you should construct your own data
1240  * structure outside the hash table.
1241  *
1242  * This function may be called from any process context, including
1243  * non-preemptable context, but cannot be called from softirq or
1244  * hardirq context.
1245  *
1246  * You must call rhashtable_walk_exit after this function returns.
1247  */
1248 static inline void rhltable_walk_enter(struct rhltable *hlt,
1249                                        struct rhashtable_iter *iter)
1250 {
1251         return rhashtable_walk_enter(&hlt->ht, iter);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * rhltable_free_and_destroy - free elements and destroy hash list table
1256  * @hlt:        the hash list table to destroy
1257  * @free_fn:    callback to release resources of element
1258  * @arg:        pointer passed to free_fn
1259  *
1260  * See documentation for rhashtable_free_and_destroy.
1261  */
1262 static inline void rhltable_free_and_destroy(struct rhltable *hlt,
1263                                              void (*free_fn)(void *ptr,
1264                                                              void *arg),
1265                                              void *arg)
1266 {
1267         return rhashtable_free_and_destroy(&hlt->ht, free_fn, arg);
1268 }
1269
1270 static inline void rhltable_destroy(struct rhltable *hlt)
1271 {
1272         return rhltable_free_and_destroy(hlt, NULL, NULL);
1273 }
1274
1275 #endif /* _LINUX_RHASHTABLE_H */