kernel/lib/radix-tree.c

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