Merge branch 'x86-asm-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / lib / idr.c
1 /*
2  * 2002-10-18  written by Jim Houston jim.houston@ccur.com
3  *      Copyright (C) 2002 by Concurrent Computer Corporation
4  *      Distributed under the GNU GPL license version 2.
5  *
6  * Modified by George Anzinger to reuse immediately and to use
7  * find bit instructions.  Also removed _irq on spinlocks.
8  *
9  * Modified by Nadia Derbey to make it RCU safe.
10  *
11  * Small id to pointer translation service.
12  *
13  * It uses a radix tree like structure as a sparse array indexed
14  * by the id to obtain the pointer.  The bitmap makes allocating
15  * a new id quick.
16  *
17  * You call it to allocate an id (an int) an associate with that id a
18  * pointer or what ever, we treat it as a (void *).  You can pass this
19  * id to a user for him to pass back at a later time.  You then pass
20  * that id to this code and it returns your pointer.
21
22  * You can release ids at any time. When all ids are released, most of
23  * the memory is returned (we keep IDR_FREE_MAX) in a local pool so we
24  * don't need to go to the memory "store" during an id allocate, just
25  * so you don't need to be too concerned about locking and conflicts
26  * with the slab allocator.
27  */
28
29 #ifndef TEST                        // to test in user space...
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/init.h>
32 #include <linux/module.h>
33 #endif
34 #include <linux/err.h>
35 #include <linux/string.h>
36 #include <linux/idr.h>
37
38 static struct kmem_cache *idr_layer_cache;
39
40 static struct idr_layer *get_from_free_list(struct idr *idp)
41 {
42         struct idr_layer *p;
43         unsigned long flags;
44
45         spin_lock_irqsave(&idp->lock, flags);
46         if ((p = idp->id_free)) {
47                 idp->id_free = p->ary[0];
48                 idp->id_free_cnt--;
49                 p->ary[0] = NULL;
50         }
51         spin_unlock_irqrestore(&idp->lock, flags);
52         return(p);
53 }
54
55 static void idr_layer_rcu_free(struct rcu_head *head)
56 {
57         struct idr_layer *layer;
58
59         layer = container_of(head, struct idr_layer, rcu_head);
60         kmem_cache_free(idr_layer_cache, layer);
61 }
62
63 static inline void free_layer(struct idr_layer *p)
64 {
65         call_rcu(&p->rcu_head, idr_layer_rcu_free);
66 }
67
68 /* only called when idp->lock is held */
69 static void __move_to_free_list(struct idr *idp, struct idr_layer *p)
70 {
71         p->ary[0] = idp->id_free;
72         idp->id_free = p;
73         idp->id_free_cnt++;
74 }
75
76 static void move_to_free_list(struct idr *idp, struct idr_layer *p)
77 {
78         unsigned long flags;
79
80         /*
81          * Depends on the return element being zeroed.
82          */
83         spin_lock_irqsave(&idp->lock, flags);
84         __move_to_free_list(idp, p);
85         spin_unlock_irqrestore(&idp->lock, flags);
86 }
87
88 static void idr_mark_full(struct idr_layer **pa, int id)
89 {
90         struct idr_layer *p = pa[0];
91         int l = 0;
92
93         __set_bit(id & IDR_MASK, &p->bitmap);
94         /*
95          * If this layer is full mark the bit in the layer above to
96          * show that this part of the radix tree is full.  This may
97          * complete the layer above and require walking up the radix
98          * tree.
99          */
100         while (p->bitmap == IDR_FULL) {
101                 if (!(p = pa[++l]))
102                         break;
103                 id = id >> IDR_BITS;
104                 __set_bit((id & IDR_MASK), &p->bitmap);
105         }
106 }
107
108 /**
109  * idr_pre_get - reserver resources for idr allocation
110  * @idp:        idr handle
111  * @gfp_mask:   memory allocation flags
112  *
113  * This function should be called prior to locking and calling the
114  * idr_get_new* functions. It preallocates enough memory to satisfy
115  * the worst possible allocation.
116  *
117  * If the system is REALLY out of memory this function returns 0,
118  * otherwise 1.
119  */
120 int idr_pre_get(struct idr *idp, gfp_t gfp_mask)
121 {
122         while (idp->id_free_cnt < IDR_FREE_MAX) {
123                 struct idr_layer *new;
124                 new = kmem_cache_zalloc(idr_layer_cache, gfp_mask);
125                 if (new == NULL)
126                         return (0);
127                 move_to_free_list(idp, new);
128         }
129         return 1;
130 }
131 EXPORT_SYMBOL(idr_pre_get);
132
133 static int sub_alloc(struct idr *idp, int *starting_id, struct idr_layer **pa)
134 {
135         int n, m, sh;
136         struct idr_layer *p, *new;
137         int l, id, oid;
138         unsigned long bm;
139
140         id = *starting_id;
141  restart:
142         p = idp->top;
143         l = idp->layers;
144         pa[l--] = NULL;
145         while (1) {
146                 /*
147                  * We run around this while until we reach the leaf node...
148                  */
149                 n = (id >> (IDR_BITS*l)) & IDR_MASK;
150                 bm = ~p->bitmap;
151                 m = find_next_bit(&bm, IDR_SIZE, n);
152                 if (m == IDR_SIZE) {
153                         /* no space available go back to previous layer. */
154                         l++;
155                         oid = id;
156                         id = (id | ((1 << (IDR_BITS * l)) - 1)) + 1;
157
158                         /* if already at the top layer, we need to grow */
159                         if (id >= 1 << (idp->layers * IDR_BITS)) {
160                                 *starting_id = id;
161                                 return IDR_NEED_TO_GROW;
162                         }
163                         p = pa[l];
164                         BUG_ON(!p);
165
166                         /* If we need to go up one layer, continue the
167                          * loop; otherwise, restart from the top.
168                          */
169                         sh = IDR_BITS * (l + 1);
170                         if (oid >> sh == id >> sh)
171                                 continue;
172                         else
173                                 goto restart;
174                 }
175                 if (m != n) {
176                         sh = IDR_BITS*l;
177                         id = ((id >> sh) ^ n ^ m) << sh;
178                 }
179                 if ((id >= MAX_ID_BIT) || (id < 0))
180                         return IDR_NOMORE_SPACE;
181                 if (l == 0)
182                         break;
183                 /*
184                  * Create the layer below if it is missing.
185                  */
186                 if (!p->ary[m]) {
187                         new = get_from_free_list(idp);
188                         if (!new)
189                                 return -1;
190                         new->layer = l-1;
191                         rcu_assign_pointer(p->ary[m], new);
192                         p->count++;
193                 }
194                 pa[l--] = p;
195                 p = p->ary[m];
196         }
197
198         pa[l] = p;
199         return id;
200 }
201
202 static int idr_get_empty_slot(struct idr *idp, int starting_id,
203                               struct idr_layer **pa)
204 {
205         struct idr_layer *p, *new;
206         int layers, v, id;
207         unsigned long flags;
208
209         id = starting_id;
210 build_up:
211         p = idp->top;
212         layers = idp->layers;
213         if (unlikely(!p)) {
214                 if (!(p = get_from_free_list(idp)))
215                         return -1;
216                 p->layer = 0;
217                 layers = 1;
218         }
219         /*
220          * Add a new layer to the top of the tree if the requested
221          * id is larger than the currently allocated space.
222          */
223         while ((layers < (MAX_LEVEL - 1)) && (id >= (1 << (layers*IDR_BITS)))) {
224                 layers++;
225                 if (!p->count) {
226                         /* special case: if the tree is currently empty,
227                          * then we grow the tree by moving the top node
228                          * upwards.
229                          */
230                         p->layer++;
231                         continue;
232                 }
233                 if (!(new = get_from_free_list(idp))) {
234                         /*
235                          * The allocation failed.  If we built part of
236                          * the structure tear it down.
237                          */
238                         spin_lock_irqsave(&idp->lock, flags);
239                         for (new = p; p && p != idp->top; new = p) {
240                                 p = p->ary[0];
241                                 new->ary[0] = NULL;
242                                 new->bitmap = new->count = 0;
243                                 __move_to_free_list(idp, new);
244                         }
245                         spin_unlock_irqrestore(&idp->lock, flags);
246                         return -1;
247                 }
248                 new->ary[0] = p;
249                 new->count = 1;
250                 new->layer = layers-1;
251                 if (p->bitmap == IDR_FULL)
252                         __set_bit(0, &new->bitmap);
253                 p = new;
254         }
255         rcu_assign_pointer(idp->top, p);
256         idp->layers = layers;
257         v = sub_alloc(idp, &id, pa);
258         if (v == IDR_NEED_TO_GROW)
259                 goto build_up;
260         return(v);
261 }
262
263 static int idr_get_new_above_int(struct idr *idp, void *ptr, int starting_id)
264 {
265         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
266         int id;
267
268         id = idr_get_empty_slot(idp, starting_id, pa);
269         if (id >= 0) {
270                 /*
271                  * Successfully found an empty slot.  Install the user
272                  * pointer and mark the slot full.
273                  */
274                 rcu_assign_pointer(pa[0]->ary[id & IDR_MASK],
275                                 (struct idr_layer *)ptr);
276                 pa[0]->count++;
277                 idr_mark_full(pa, id);
278         }
279
280         return id;
281 }
282
283 /**
284  * idr_get_new_above - allocate new idr entry above or equal to a start id
285  * @idp: idr handle
286  * @ptr: pointer you want associated with the id
287  * @start_id: id to start search at
288  * @id: pointer to the allocated handle
289  *
290  * This is the allocate id function.  It should be called with any
291  * required locks.
292  *
293  * If memory is required, it will return -EAGAIN, you should unlock
294  * and go back to the idr_pre_get() call.  If the idr is full, it will
295  * return -ENOSPC.
296  *
297  * @id returns a value in the range @starting_id ... 0x7fffffff
298  */
299 int idr_get_new_above(struct idr *idp, void *ptr, int starting_id, int *id)
300 {
301         int rv;
302
303         rv = idr_get_new_above_int(idp, ptr, starting_id);
304         /*
305          * This is a cheap hack until the IDR code can be fixed to
306          * return proper error values.
307          */
308         if (rv < 0)
309                 return _idr_rc_to_errno(rv);
310         *id = rv;
311         return 0;
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(idr_get_new_above);
314
315 /**
316  * idr_get_new - allocate new idr entry
317  * @idp: idr handle
318  * @ptr: pointer you want associated with the id
319  * @id: pointer to the allocated handle
320  *
321  * This is the allocate id function.  It should be called with any
322  * required locks.
323  *
324  * If memory is required, it will return -EAGAIN, you should unlock
325  * and go back to the idr_pre_get() call.  If the idr is full, it will
326  * return -ENOSPC.
327  *
328  * @id returns a value in the range 0 ... 0x7fffffff
329  */
330 int idr_get_new(struct idr *idp, void *ptr, int *id)
331 {
332         int rv;
333
334         rv = idr_get_new_above_int(idp, ptr, 0);
335         /*
336          * This is a cheap hack until the IDR code can be fixed to
337          * return proper error values.
338          */
339         if (rv < 0)
340                 return _idr_rc_to_errno(rv);
341         *id = rv;
342         return 0;
343 }
344 EXPORT_SYMBOL(idr_get_new);
345
346 static void idr_remove_warning(int id)
347 {
348         printk(KERN_WARNING
349                 "idr_remove called for id=%d which is not allocated.\n", id);
350         dump_stack();
351 }
352
353 static void sub_remove(struct idr *idp, int shift, int id)
354 {
355         struct idr_layer *p = idp->top;
356         struct idr_layer **pa[MAX_LEVEL];
357         struct idr_layer ***paa = &pa[0];
358         struct idr_layer *to_free;
359         int n;
360
361         *paa = NULL;
362         *++paa = &idp->top;
363
364         while ((shift > 0) && p) {
365                 n = (id >> shift) & IDR_MASK;
366                 __clear_bit(n, &p->bitmap);
367                 *++paa = &p->ary[n];
368                 p = p->ary[n];
369                 shift -= IDR_BITS;
370         }
371         n = id & IDR_MASK;
372         if (likely(p != NULL && test_bit(n, &p->bitmap))){
373                 __clear_bit(n, &p->bitmap);
374                 rcu_assign_pointer(p->ary[n], NULL);
375                 to_free = NULL;
376                 while(*paa && ! --((**paa)->count)){
377                         if (to_free)
378                                 free_layer(to_free);
379                         to_free = **paa;
380                         **paa-- = NULL;
381                 }
382                 if (!*paa)
383                         idp->layers = 0;
384                 if (to_free)
385                         free_layer(to_free);
386         } else
387                 idr_remove_warning(id);
388 }
389
390 /**
391  * idr_remove - remove the given id and free it's slot
392  * @idp: idr handle
393  * @id: unique key
394  */
395 void idr_remove(struct idr *idp, int id)
396 {
397         struct idr_layer *p;
398         struct idr_layer *to_free;
399
400         /* Mask off upper bits we don't use for the search. */
401         id &= MAX_ID_MASK;
402
403         sub_remove(idp, (idp->layers - 1) * IDR_BITS, id);
404         if (idp->top && idp->top->count == 1 && (idp->layers > 1) &&
405             idp->top->ary[0]) {
406                 /*
407                  * Single child at leftmost slot: we can shrink the tree.
408                  * This level is not needed anymore since when layers are
409                  * inserted, they are inserted at the top of the existing
410                  * tree.
411                  */
412                 to_free = idp->top;
413                 p = idp->top->ary[0];
414                 rcu_assign_pointer(idp->top, p);
415                 --idp->layers;
416                 to_free->bitmap = to_free->count = 0;
417                 free_layer(to_free);
418         }
419         while (idp->id_free_cnt >= IDR_FREE_MAX) {
420                 p = get_from_free_list(idp);
421                 /*
422                  * Note: we don't call the rcu callback here, since the only
423                  * layers that fall into the freelist are those that have been
424                  * preallocated.
425                  */
426                 kmem_cache_free(idr_layer_cache, p);
427         }
428         return;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(idr_remove);
431
432 /**
433  * idr_remove_all - remove all ids from the given idr tree
434  * @idp: idr handle
435  *
436  * idr_destroy() only frees up unused, cached idp_layers, but this
437  * function will remove all id mappings and leave all idp_layers
438  * unused.
439  *
440  * A typical clean-up sequence for objects stored in an idr tree, will
441  * use idr_for_each() to free all objects, if necessay, then
442  * idr_remove_all() to remove all ids, and idr_destroy() to free
443  * up the cached idr_layers.
444  */
445 void idr_remove_all(struct idr *idp)
446 {
447         int n, id, max;
448         struct idr_layer *p;
449         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
450         struct idr_layer **paa = &pa[0];
451
452         n = idp->layers * IDR_BITS;
453         p = idp->top;
454         rcu_assign_pointer(idp->top, NULL);
455         max = 1 << n;
456
457         id = 0;
458         while (id < max) {
459                 while (n > IDR_BITS && p) {
460                         n -= IDR_BITS;
461                         *paa++ = p;
462                         p = p->ary[(id >> n) & IDR_MASK];
463                 }
464
465                 id += 1 << n;
466                 while (n < fls(id)) {
467                         if (p)
468                                 free_layer(p);
469                         n += IDR_BITS;
470                         p = *--paa;
471                 }
472         }
473         idp->layers = 0;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL(idr_remove_all);
476
477 /**
478  * idr_destroy - release all cached layers within an idr tree
479  * idp: idr handle
480  */
481 void idr_destroy(struct idr *idp)
482 {
483         while (idp->id_free_cnt) {
484                 struct idr_layer *p = get_from_free_list(idp);
485                 kmem_cache_free(idr_layer_cache, p);
486         }
487 }
488 EXPORT_SYMBOL(idr_destroy);
489
490 /**
491  * idr_find - return pointer for given id
492  * @idp: idr handle
493  * @id: lookup key
494  *
495  * Return the pointer given the id it has been registered with.  A %NULL
496  * return indicates that @id is not valid or you passed %NULL in
497  * idr_get_new().
498  *
499  * This function can be called under rcu_read_lock(), given that the leaf
500  * pointers lifetimes are correctly managed.
501  */
502 void *idr_find(struct idr *idp, int id)
503 {
504         int n;
505         struct idr_layer *p;
506
507         p = rcu_dereference_raw(idp->top);
508         if (!p)
509                 return NULL;
510         n = (p->layer+1) * IDR_BITS;
511
512         /* Mask off upper bits we don't use for the search. */
513         id &= MAX_ID_MASK;
514
515         if (id >= (1 << n))
516                 return NULL;
517         BUG_ON(n == 0);
518
519         while (n > 0 && p) {
520                 n -= IDR_BITS;
521                 BUG_ON(n != p->layer*IDR_BITS);
522                 p = rcu_dereference_raw(p->ary[(id >> n) & IDR_MASK]);
523         }
524         return((void *)p);
525 }
526 EXPORT_SYMBOL(idr_find);
527
528 /**
529  * idr_for_each - iterate through all stored pointers
530  * @idp: idr handle
531  * @fn: function to be called for each pointer
532  * @data: data passed back to callback function
533  *
534  * Iterate over the pointers registered with the given idr.  The
535  * callback function will be called for each pointer currently
536  * registered, passing the id, the pointer and the data pointer passed
537  * to this function.  It is not safe to modify the idr tree while in
538  * the callback, so functions such as idr_get_new and idr_remove are
539  * not allowed.
540  *
541  * We check the return of @fn each time. If it returns anything other
542  * than 0, we break out and return that value.
543  *
544  * The caller must serialize idr_for_each() vs idr_get_new() and idr_remove().
545  */
546 int idr_for_each(struct idr *idp,
547                  int (*fn)(int id, void *p, void *data), void *data)
548 {
549         int n, id, max, error = 0;
550         struct idr_layer *p;
551         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
552         struct idr_layer **paa = &pa[0];
553
554         n = idp->layers * IDR_BITS;
555         p = rcu_dereference_raw(idp->top);
556         max = 1 << n;
557
558         id = 0;
559         while (id < max) {
560                 while (n > 0 && p) {
561                         n -= IDR_BITS;
562                         *paa++ = p;
563                         p = rcu_dereference_raw(p->ary[(id >> n) & IDR_MASK]);
564                 }
565
566                 if (p) {
567                         error = fn(id, (void *)p, data);
568                         if (error)
569                                 break;
570                 }
571
572                 id += 1 << n;
573                 while (n < fls(id)) {
574                         n += IDR_BITS;
575                         p = *--paa;
576                 }
577         }
578
579         return error;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL(idr_for_each);
582
583 /**
584  * idr_get_next - lookup next object of id to given id.
585  * @idp: idr handle
586  * @id:  pointer to lookup key
587  *
588  * Returns pointer to registered object with id, which is next number to
589  * given id.
590  */
591
592 void *idr_get_next(struct idr *idp, int *nextidp)
593 {
594         struct idr_layer *p, *pa[MAX_LEVEL];
595         struct idr_layer **paa = &pa[0];
596         int id = *nextidp;
597         int n, max;
598
599         /* find first ent */
600         n = idp->layers * IDR_BITS;
601         max = 1 << n;
602         p = rcu_dereference(idp->top);
603         if (!p)
604                 return NULL;
605
606         while (id < max) {
607                 while (n > 0 && p) {
608                         n -= IDR_BITS;
609                         *paa++ = p;
610                         p = rcu_dereference(p->ary[(id >> n) & IDR_MASK]);
611                 }
612
613                 if (p) {
614                         *nextidp = id;
615                         return p;
616                 }
617
618                 id += 1 << n;
619                 while (n < fls(id)) {
620                         n += IDR_BITS;
621                         p = *--paa;
622                 }
623         }
624         return NULL;
625 }
626
627
628
629 /**
630  * idr_replace - replace pointer for given id
631  * @idp: idr handle
632  * @ptr: pointer you want associated with the id
633  * @id: lookup key
634  *
635  * Replace the pointer registered with an id and return the old value.
636  * A -ENOENT return indicates that @id was not found.
637  * A -EINVAL return indicates that @id was not within valid constraints.
638  *
639  * The caller must serialize with writers.
640  */
641 void *idr_replace(struct idr *idp, void *ptr, int id)
642 {
643         int n;
644         struct idr_layer *p, *old_p;
645
646         p = idp->top;
647         if (!p)
648                 return ERR_PTR(-EINVAL);
649
650         n = (p->layer+1) * IDR_BITS;
651
652         id &= MAX_ID_MASK;
653
654         if (id >= (1 << n))
655                 return ERR_PTR(-EINVAL);
656
657         n -= IDR_BITS;
658         while ((n > 0) && p) {
659                 p = p->ary[(id >> n) & IDR_MASK];
660                 n -= IDR_BITS;
661         }
662
663         n = id & IDR_MASK;
664         if (unlikely(p == NULL || !test_bit(n, &p->bitmap)))
665                 return ERR_PTR(-ENOENT);
666
667         old_p = p->ary[n];
668         rcu_assign_pointer(p->ary[n], ptr);
669
670         return old_p;
671 }
672 EXPORT_SYMBOL(idr_replace);
673
674 void __init idr_init_cache(void)
675 {
676         idr_layer_cache = kmem_cache_create("idr_layer_cache",
677                                 sizeof(struct idr_layer), 0, SLAB_PANIC, NULL);
678 }
679
680 /**
681  * idr_init - initialize idr handle
682  * @idp:        idr handle
683  *
684  * This function is use to set up the handle (@idp) that you will pass
685  * to the rest of the functions.
686  */
687 void idr_init(struct idr *idp)
688 {
689         memset(idp, 0, sizeof(struct idr));
690         spin_lock_init(&idp->lock);
691 }
692 EXPORT_SYMBOL(idr_init);
693
694
695 /*
696  * IDA - IDR based ID allocator
697  *
698  * this is id allocator without id -> pointer translation.  Memory
699  * usage is much lower than full blown idr because each id only
700  * occupies a bit.  ida uses a custom leaf node which contains
701  * IDA_BITMAP_BITS slots.
702  *
703  * 2007-04-25  written by Tejun Heo <htejun@gmail.com>
704  */
705
706 static void free_bitmap(struct ida *ida, struct ida_bitmap *bitmap)
707 {
708         unsigned long flags;
709
710         if (!ida->free_bitmap) {
711                 spin_lock_irqsave(&ida->idr.lock, flags);
712                 if (!ida->free_bitmap) {
713                         ida->free_bitmap = bitmap;
714                         bitmap = NULL;
715                 }
716                 spin_unlock_irqrestore(&ida->idr.lock, flags);
717         }
718
719         kfree(bitmap);
720 }
721
722 /**
723  * ida_pre_get - reserve resources for ida allocation
724  * @ida:        ida handle
725  * @gfp_mask:   memory allocation flag
726  *
727  * This function should be called prior to locking and calling the
728  * following function.  It preallocates enough memory to satisfy the
729  * worst possible allocation.
730  *
731  * If the system is REALLY out of memory this function returns 0,
732  * otherwise 1.
733  */
734 int ida_pre_get(struct ida *ida, gfp_t gfp_mask)
735 {
736         /* allocate idr_layers */
737         if (!idr_pre_get(&ida->idr, gfp_mask))
738                 return 0;
739
740         /* allocate free_bitmap */
741         if (!ida->free_bitmap) {
742                 struct ida_bitmap *bitmap;
743
744                 bitmap = kmalloc(sizeof(struct ida_bitmap), gfp_mask);
745                 if (!bitmap)
746                         return 0;
747
748                 free_bitmap(ida, bitmap);
749         }
750
751         return 1;
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(ida_pre_get);
754
755 /**
756  * ida_get_new_above - allocate new ID above or equal to a start id
757  * @ida:        ida handle
758  * @staring_id: id to start search at
759  * @p_id:       pointer to the allocated handle
760  *
761  * Allocate new ID above or equal to @ida.  It should be called with
762  * any required locks.
763  *
764  * If memory is required, it will return -EAGAIN, you should unlock
765  * and go back to the ida_pre_get() call.  If the ida is full, it will
766  * return -ENOSPC.
767  *
768  * @p_id returns a value in the range @starting_id ... 0x7fffffff.
769  */
770 int ida_get_new_above(struct ida *ida, int starting_id, int *p_id)
771 {
772         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
773         struct ida_bitmap *bitmap;
774         unsigned long flags;
775         int idr_id = starting_id / IDA_BITMAP_BITS;
776         int offset = starting_id % IDA_BITMAP_BITS;
777         int t, id;
778
779  restart:
780         /* get vacant slot */
781         t = idr_get_empty_slot(&ida->idr, idr_id, pa);
782         if (t < 0)
783                 return _idr_rc_to_errno(t);
784
785         if (t * IDA_BITMAP_BITS >= MAX_ID_BIT)
786                 return -ENOSPC;
787
788         if (t != idr_id)
789                 offset = 0;
790         idr_id = t;
791
792         /* if bitmap isn't there, create a new one */
793         bitmap = (void *)pa[0]->ary[idr_id & IDR_MASK];
794         if (!bitmap) {
795                 spin_lock_irqsave(&ida->idr.lock, flags);
796                 bitmap = ida->free_bitmap;
797                 ida->free_bitmap = NULL;
798                 spin_unlock_irqrestore(&ida->idr.lock, flags);
799
800                 if (!bitmap)
801                         return -EAGAIN;
802
803                 memset(bitmap, 0, sizeof(struct ida_bitmap));
804                 rcu_assign_pointer(pa[0]->ary[idr_id & IDR_MASK],
805                                 (void *)bitmap);
806                 pa[0]->count++;
807         }
808
809         /* lookup for empty slot */
810         t = find_next_zero_bit(bitmap->bitmap, IDA_BITMAP_BITS, offset);
811         if (t == IDA_BITMAP_BITS) {
812                 /* no empty slot after offset, continue to the next chunk */
813                 idr_id++;
814                 offset = 0;
815                 goto restart;
816         }
817
818         id = idr_id * IDA_BITMAP_BITS + t;
819         if (id >= MAX_ID_BIT)
820                 return -ENOSPC;
821
822         __set_bit(t, bitmap->bitmap);
823         if (++bitmap->nr_busy == IDA_BITMAP_BITS)
824                 idr_mark_full(pa, idr_id);
825
826         *p_id = id;
827
828         /* Each leaf node can handle nearly a thousand slots and the
829          * whole idea of ida is to have small memory foot print.
830          * Throw away extra resources one by one after each successful
831          * allocation.
832          */
833         if (ida->idr.id_free_cnt || ida->free_bitmap) {
834                 struct idr_layer *p = get_from_free_list(&ida->idr);
835                 if (p)
836                         kmem_cache_free(idr_layer_cache, p);
837         }
838
839         return 0;
840 }
841 EXPORT_SYMBOL(ida_get_new_above);
842
843 /**
844  * ida_get_new - allocate new ID
845  * @ida:        idr handle
846  * @p_id:       pointer to the allocated handle
847  *
848  * Allocate new ID.  It should be called with any required locks.
849  *
850  * If memory is required, it will return -EAGAIN, you should unlock
851  * and go back to the idr_pre_get() call.  If the idr is full, it will
852  * return -ENOSPC.
853  *
854  * @id returns a value in the range 0 ... 0x7fffffff.
855  */
856 int ida_get_new(struct ida *ida, int *p_id)
857 {
858         return ida_get_new_above(ida, 0, p_id);
859 }
860 EXPORT_SYMBOL(ida_get_new);
861
862 /**
863  * ida_remove - remove the given ID
864  * @ida:        ida handle
865  * @id:         ID to free
866  */
867 void ida_remove(struct ida *ida, int id)
868 {
869         struct idr_layer *p = ida->idr.top;
870         int shift = (ida->idr.layers - 1) * IDR_BITS;
871         int idr_id = id / IDA_BITMAP_BITS;
872         int offset = id % IDA_BITMAP_BITS;
873         int n;
874         struct ida_bitmap *bitmap;
875
876         /* clear full bits while looking up the leaf idr_layer */
877         while ((shift > 0) && p) {
878                 n = (idr_id >> shift) & IDR_MASK;
879                 __clear_bit(n, &p->bitmap);
880                 p = p->ary[n];
881                 shift -= IDR_BITS;
882         }
883
884         if (p == NULL)
885                 goto err;
886
887         n = idr_id & IDR_MASK;
888         __clear_bit(n, &p->bitmap);
889
890         bitmap = (void *)p->ary[n];
891         if (!test_bit(offset, bitmap->bitmap))
892                 goto err;
893
894         /* update bitmap and remove it if empty */
895         __clear_bit(offset, bitmap->bitmap);
896         if (--bitmap->nr_busy == 0) {
897                 __set_bit(n, &p->bitmap);       /* to please idr_remove() */
898                 idr_remove(&ida->idr, idr_id);
899                 free_bitmap(ida, bitmap);
900         }
901
902         return;
903
904  err:
905         printk(KERN_WARNING
906                "ida_remove called for id=%d which is not allocated.\n", id);
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(ida_remove);
909
910 /**
911  * ida_destroy - release all cached layers within an ida tree
912  * ida:         ida handle
913  */
914 void ida_destroy(struct ida *ida)
915 {
916         idr_destroy(&ida->idr);
917         kfree(ida->free_bitmap);
918 }
919 EXPORT_SYMBOL(ida_destroy);
920
921 /**
922  * ida_init - initialize ida handle
923  * @ida:        ida handle
924  *
925  * This function is use to set up the handle (@ida) that you will pass
926  * to the rest of the functions.
927  */
928 void ida_init(struct ida *ida)
929 {
930         memset(ida, 0, sizeof(struct ida));
931         idr_init(&ida->idr);
932
933 }
934 EXPORT_SYMBOL(ida_init);