Branch data Line data Source code
1 : : /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 : : /*
3 : : * include/linux/idr.h
4 : : *
5 : : * 2002-10-18 written by Jim Houston jim.houston@ccur.com
6 : : * Copyright (C) 2002 by Concurrent Computer Corporation
7 : : *
8 : : * Small id to pointer translation service avoiding fixed sized
9 : : * tables.
10 : : */
11 : :
12 : : #ifndef __IDR_H__
13 : : #define __IDR_H__
14 : :
15 : : #include <linux/radix-tree.h>
16 : : #include <linux/gfp.h>
17 : : #include <linux/percpu.h>
18 : :
19 : : struct idr {
20 : : struct radix_tree_root idr_rt;
21 : : unsigned int idr_base;
22 : : unsigned int idr_next;
23 : : };
24 : :
25 : : /*
26 : : * The IDR API does not expose the tagging functionality of the radix tree
27 : : * to users. Use tag 0 to track whether a node has free space below it.
28 : : */
29 : : #define IDR_FREE 0
30 : :
31 : : /* Set the IDR flag and the IDR_FREE tag */
32 : : #define IDR_RT_MARKER (ROOT_IS_IDR | (__force gfp_t) \
33 : : (1 << (ROOT_TAG_SHIFT + IDR_FREE)))
34 : :
35 : : #define IDR_INIT_BASE(name, base) { \
36 : : .idr_rt = RADIX_TREE_INIT(name, IDR_RT_MARKER), \
37 : : .idr_base = (base), \
38 : : .idr_next = 0, \
39 : : }
40 : :
41 : : /**
42 : : * IDR_INIT() - Initialise an IDR.
43 : : * @name: Name of IDR.
44 : : *
45 : : * A freshly-initialised IDR contains no IDs.
46 : : */
47 : : #define IDR_INIT(name) IDR_INIT_BASE(name, 0)
48 : :
49 : : /**
50 : : * DEFINE_IDR() - Define a statically-allocated IDR.
51 : : * @name: Name of IDR.
52 : : *
53 : : * An IDR defined using this macro is ready for use with no additional
54 : : * initialisation required. It contains no IDs.
55 : : */
56 : : #define DEFINE_IDR(name) struct idr name = IDR_INIT(name)
57 : :
58 : : /**
59 : : * idr_get_cursor - Return the current position of the cyclic allocator
60 : : * @idr: idr handle
61 : : *
62 : : * The value returned is the value that will be next returned from
63 : : * idr_alloc_cyclic() if it is free (otherwise the search will start from
64 : : * this position).
65 : : */
66 : : static inline unsigned int idr_get_cursor(const struct idr *idr)
67 : : {
68 : : return READ_ONCE(idr->idr_next);
69 : : }
70 : :
71 : : /**
72 : : * idr_set_cursor - Set the current position of the cyclic allocator
73 : : * @idr: idr handle
74 : : * @val: new position
75 : : *
76 : : * The next call to idr_alloc_cyclic() will return @val if it is free
77 : : * (otherwise the search will start from this position).
78 : : */
79 : : static inline void idr_set_cursor(struct idr *idr, unsigned int val)
80 : : {
81 : : WRITE_ONCE(idr->idr_next, val);
82 : : }
83 : :
84 : : /**
85 : : * DOC: idr sync
86 : : * idr synchronization (stolen from radix-tree.h)
87 : : *
88 : : * idr_find() is able to be called locklessly, using RCU. The caller must
89 : : * ensure calls to this function are made within rcu_read_lock() regions.
90 : : * Other readers (lock-free or otherwise) and modifications may be running
91 : : * concurrently.
92 : : *
93 : : * It is still required that the caller manage the synchronization and
94 : : * lifetimes of the items. So if RCU lock-free lookups are used, typically
95 : : * this would mean that the items have their own locks, or are amenable to
96 : : * lock-free access; and that the items are freed by RCU (or only freed after
97 : : * having been deleted from the idr tree *and* a synchronize_rcu() grace
98 : : * period).
99 : : */
100 : :
101 : : #define idr_lock(idr) xa_lock(&(idr)->idr_rt)
102 : : #define idr_unlock(idr) xa_unlock(&(idr)->idr_rt)
103 : : #define idr_lock_bh(idr) xa_lock_bh(&(idr)->idr_rt)
104 : : #define idr_unlock_bh(idr) xa_unlock_bh(&(idr)->idr_rt)
105 : : #define idr_lock_irq(idr) xa_lock_irq(&(idr)->idr_rt)
106 : : #define idr_unlock_irq(idr) xa_unlock_irq(&(idr)->idr_rt)
107 : : #define idr_lock_irqsave(idr, flags) \
108 : : xa_lock_irqsave(&(idr)->idr_rt, flags)
109 : : #define idr_unlock_irqrestore(idr, flags) \
110 : : xa_unlock_irqrestore(&(idr)->idr_rt, flags)
111 : :
112 : : void idr_preload(gfp_t gfp_mask);
113 : :
114 : : int idr_alloc(struct idr *, void *ptr, int start, int end, gfp_t);
115 : : int __must_check idr_alloc_u32(struct idr *, void *ptr, u32 *id,
116 : : unsigned long max, gfp_t);
117 : : int idr_alloc_cyclic(struct idr *, void *ptr, int start, int end, gfp_t);
118 : : void *idr_remove(struct idr *, unsigned long id);
119 : : void *idr_find(const struct idr *, unsigned long id);
120 : : int idr_for_each(const struct idr *,
121 : : int (*fn)(int id, void *p, void *data), void *data);
122 : : void *idr_get_next(struct idr *, int *nextid);
123 : : void *idr_get_next_ul(struct idr *, unsigned long *nextid);
124 : : void *idr_replace(struct idr *, void *, unsigned long id);
125 : : void idr_destroy(struct idr *);
126 : :
127 : : /**
128 : : * idr_init_base() - Initialise an IDR.
129 : : * @idr: IDR handle.
130 : : * @base: The base value for the IDR.
131 : : *
132 : : * This variation of idr_init() creates an IDR which will allocate IDs
133 : : * starting at %base.
134 : : */
135 : : static inline void idr_init_base(struct idr *idr, int base)
136 : : {
137 : : INIT_RADIX_TREE(&idr->idr_rt, IDR_RT_MARKER);
138 : 29908 : idr->idr_base = base;
139 : 29908 : idr->idr_next = 0;
140 : : }
141 : :
142 : : /**
143 : : * idr_init() - Initialise an IDR.
144 : : * @idr: IDR handle.
145 : : *
146 : : * Initialise a dynamically allocated IDR. To initialise a
147 : : * statically allocated IDR, use DEFINE_IDR().
148 : : */
149 : : static inline void idr_init(struct idr *idr)
150 : : {
151 : : idr_init_base(idr, 0);
152 : : }
153 : :
154 : : /**
155 : : * idr_is_empty() - Are there any IDs allocated?
156 : : * @idr: IDR handle.
157 : : *
158 : : * Return: %true if any IDs have been allocated from this IDR.
159 : : */
160 : : static inline bool idr_is_empty(const struct idr *idr)
161 : : {
162 : : return radix_tree_empty(&idr->idr_rt) &&
163 : : radix_tree_tagged(&idr->idr_rt, IDR_FREE);
164 : : }
165 : :
166 : : /**
167 : : * idr_preload_end - end preload section started with idr_preload()
168 : : *
169 : : * Each idr_preload() should be matched with an invocation of this
170 : : * function. See idr_preload() for details.
171 : : */
172 : : static inline void idr_preload_end(void)
173 : : {
174 : 8722338 : preempt_enable();
175 : : }
176 : :
177 : : /**
178 : : * idr_for_each_entry() - Iterate over an IDR's elements of a given type.
179 : : * @idr: IDR handle.
180 : : * @entry: The type * to use as cursor
181 : : * @id: Entry ID.
182 : : *
183 : : * @entry and @id do not need to be initialized before the loop, and
184 : : * after normal termination @entry is left with the value NULL. This
185 : : * is convenient for a "not found" value.
186 : : */
187 : : #define idr_for_each_entry(idr, entry, id) \
188 : : for (id = 0; ((entry) = idr_get_next(idr, &(id))) != NULL; id += 1U)
189 : :
190 : : /**
191 : : * idr_for_each_entry_ul() - Iterate over an IDR's elements of a given type.
192 : : * @idr: IDR handle.
193 : : * @entry: The type * to use as cursor.
194 : : * @tmp: A temporary placeholder for ID.
195 : : * @id: Entry ID.
196 : : *
197 : : * @entry and @id do not need to be initialized before the loop, and
198 : : * after normal termination @entry is left with the value NULL. This
199 : : * is convenient for a "not found" value.
200 : : */
201 : : #define idr_for_each_entry_ul(idr, entry, tmp, id) \
202 : : for (tmp = 0, id = 0; \
203 : : tmp <= id && ((entry) = idr_get_next_ul(idr, &(id))) != NULL; \
204 : : tmp = id, ++id)
205 : :
206 : : /**
207 : : * idr_for_each_entry_continue() - Continue iteration over an IDR's elements of a given type
208 : : * @idr: IDR handle.
209 : : * @entry: The type * to use as a cursor.
210 : : * @id: Entry ID.
211 : : *
212 : : * Continue to iterate over entries, continuing after the current position.
213 : : */
214 : : #define idr_for_each_entry_continue(idr, entry, id) \
215 : : for ((entry) = idr_get_next((idr), &(id)); \
216 : : entry; \
217 : : ++id, (entry) = idr_get_next((idr), &(id)))
218 : :
219 : : /**
220 : : * idr_for_each_entry_continue_ul() - Continue iteration over an IDR's elements of a given type
221 : : * @idr: IDR handle.
222 : : * @entry: The type * to use as a cursor.
223 : : * @tmp: A temporary placeholder for ID.
224 : : * @id: Entry ID.
225 : : *
226 : : * Continue to iterate over entries, continuing after the current position.
227 : : */
228 : : #define idr_for_each_entry_continue_ul(idr, entry, tmp, id) \
229 : : for (tmp = id; \
230 : : tmp <= id && ((entry) = idr_get_next_ul(idr, &(id))) != NULL; \
231 : : tmp = id, ++id)
232 : :
233 : : /*
234 : : * IDA - ID Allocator, use when translation from id to pointer isn't necessary.
235 : : */
236 : : #define IDA_CHUNK_SIZE 128 /* 128 bytes per chunk */
237 : : #define IDA_BITMAP_LONGS (IDA_CHUNK_SIZE / sizeof(long))
238 : : #define IDA_BITMAP_BITS (IDA_BITMAP_LONGS * sizeof(long) * 8)
239 : :
240 : : struct ida_bitmap {
241 : : unsigned long bitmap[IDA_BITMAP_LONGS];
242 : : };
243 : :
244 : : struct ida {
245 : : struct xarray xa;
246 : : };
247 : :
248 : : #define IDA_INIT_FLAGS (XA_FLAGS_LOCK_IRQ | XA_FLAGS_ALLOC)
249 : :
250 : : #define IDA_INIT(name) { \
251 : : .xa = XARRAY_INIT(name, IDA_INIT_FLAGS) \
252 : : }
253 : : #define DEFINE_IDA(name) struct ida name = IDA_INIT(name)
254 : :
255 : : int ida_alloc_range(struct ida *, unsigned int min, unsigned int max, gfp_t);
256 : : void ida_free(struct ida *, unsigned int id);
257 : : void ida_destroy(struct ida *ida);
258 : :
259 : : /**
260 : : * ida_alloc() - Allocate an unused ID.
261 : : * @ida: IDA handle.
262 : : * @gfp: Memory allocation flags.
263 : : *
264 : : * Allocate an ID between 0 and %INT_MAX, inclusive.
265 : : *
266 : : * Context: Any context.
267 : : * Return: The allocated ID, or %-ENOMEM if memory could not be allocated,
268 : : * or %-ENOSPC if there are no free IDs.
269 : : */
270 : : static inline int ida_alloc(struct ida *ida, gfp_t gfp)
271 : : {
272 : 78782 : return ida_alloc_range(ida, 0, ~0, gfp);
273 : : }
274 : :
275 : : /**
276 : : * ida_alloc_min() - Allocate an unused ID.
277 : : * @ida: IDA handle.
278 : : * @min: Lowest ID to allocate.
279 : : * @gfp: Memory allocation flags.
280 : : *
281 : : * Allocate an ID between @min and %INT_MAX, inclusive.
282 : : *
283 : : * Context: Any context.
284 : : * Return: The allocated ID, or %-ENOMEM if memory could not be allocated,
285 : : * or %-ENOSPC if there are no free IDs.
286 : : */
287 : : static inline int ida_alloc_min(struct ida *ida, unsigned int min, gfp_t gfp)
288 : : {
289 : 46864 : return ida_alloc_range(ida, min, ~0, gfp);
290 : : }
291 : :
292 : : /**
293 : : * ida_alloc_max() - Allocate an unused ID.
294 : : * @ida: IDA handle.
295 : : * @max: Highest ID to allocate.
296 : : * @gfp: Memory allocation flags.
297 : : *
298 : : * Allocate an ID between 0 and @max, inclusive.
299 : : *
300 : : * Context: Any context.
301 : : * Return: The allocated ID, or %-ENOMEM if memory could not be allocated,
302 : : * or %-ENOSPC if there are no free IDs.
303 : : */
304 : : static inline int ida_alloc_max(struct ida *ida, unsigned int max, gfp_t gfp)
305 : : {
306 : 408 : return ida_alloc_range(ida, 0, max, gfp);
307 : : }
308 : :
309 : : static inline void ida_init(struct ida *ida)
310 : : {
311 : : xa_init_flags(&ida->xa, IDA_INIT_FLAGS);
312 : : }
313 : :
314 : : #define ida_simple_get(ida, start, end, gfp) \
315 : : ida_alloc_range(ida, start, (end) - 1, gfp)
316 : : #define ida_simple_remove(ida, id) ida_free(ida, id)
317 : :
318 : : static inline bool ida_is_empty(const struct ida *ida)
319 : : {
320 : : return xa_empty(&ida->xa);
321 : : }
322 : : #endif /* __IDR_H__ */
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