numa: slab: use numa_mem_id() for slab local memory node
[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         int bt_mask;
449         struct idr_layer *p;
450         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
451         struct idr_layer **paa = &pa[0];
452
453         n = idp->layers * IDR_BITS;
454         p = idp->top;
455         rcu_assign_pointer(idp->top, NULL);
456         max = 1 << n;
457
458         id = 0;
459         while (id < max) {
460                 while (n > IDR_BITS && p) {
461                         n -= IDR_BITS;
462                         *paa++ = p;
463                         p = p->ary[(id >> n) & IDR_MASK];
464                 }
465
466                 bt_mask = id;
467                 id += 1 << n;
468                 /* Get the highest bit that the above add changed from 0->1. */
469                 while (n < fls(id ^ bt_mask)) {
470                         if (p)
471                                 free_layer(p);
472                         n += IDR_BITS;
473                         p = *--paa;
474                 }
475         }
476         idp->layers = 0;
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(idr_remove_all);
479
480 /**
481  * idr_destroy - release all cached layers within an idr tree
482  * idp: idr handle
483  */
484 void idr_destroy(struct idr *idp)
485 {
486         while (idp->id_free_cnt) {
487                 struct idr_layer *p = get_from_free_list(idp);
488                 kmem_cache_free(idr_layer_cache, p);
489         }
490 }
491 EXPORT_SYMBOL(idr_destroy);
492
493 /**
494  * idr_find - return pointer for given id
495  * @idp: idr handle
496  * @id: lookup key
497  *
498  * Return the pointer given the id it has been registered with.  A %NULL
499  * return indicates that @id is not valid or you passed %NULL in
500  * idr_get_new().
501  *
502  * This function can be called under rcu_read_lock(), given that the leaf
503  * pointers lifetimes are correctly managed.
504  */
505 void *idr_find(struct idr *idp, int id)
506 {
507         int n;
508         struct idr_layer *p;
509
510         p = rcu_dereference_raw(idp->top);
511         if (!p)
512                 return NULL;
513         n = (p->layer+1) * IDR_BITS;
514
515         /* Mask off upper bits we don't use for the search. */
516         id &= MAX_ID_MASK;
517
518         if (id >= (1 << n))
519                 return NULL;
520         BUG_ON(n == 0);
521
522         while (n > 0 && p) {
523                 n -= IDR_BITS;
524                 BUG_ON(n != p->layer*IDR_BITS);
525                 p = rcu_dereference_raw(p->ary[(id >> n) & IDR_MASK]);
526         }
527         return((void *)p);
528 }
529 EXPORT_SYMBOL(idr_find);
530
531 /**
532  * idr_for_each - iterate through all stored pointers
533  * @idp: idr handle
534  * @fn: function to be called for each pointer
535  * @data: data passed back to callback function
536  *
537  * Iterate over the pointers registered with the given idr.  The
538  * callback function will be called for each pointer currently
539  * registered, passing the id, the pointer and the data pointer passed
540  * to this function.  It is not safe to modify the idr tree while in
541  * the callback, so functions such as idr_get_new and idr_remove are
542  * not allowed.
543  *
544  * We check the return of @fn each time. If it returns anything other
545  * than 0, we break out and return that value.
546  *
547  * The caller must serialize idr_for_each() vs idr_get_new() and idr_remove().
548  */
549 int idr_for_each(struct idr *idp,
550                  int (*fn)(int id, void *p, void *data), void *data)
551 {
552         int n, id, max, error = 0;
553         struct idr_layer *p;
554         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
555         struct idr_layer **paa = &pa[0];
556
557         n = idp->layers * IDR_BITS;
558         p = rcu_dereference_raw(idp->top);
559         max = 1 << n;
560
561         id = 0;
562         while (id < max) {
563                 while (n > 0 && p) {
564                         n -= IDR_BITS;
565                         *paa++ = p;
566                         p = rcu_dereference_raw(p->ary[(id >> n) & IDR_MASK]);
567                 }
568
569                 if (p) {
570                         error = fn(id, (void *)p, data);
571                         if (error)
572                                 break;
573                 }
574
575                 id += 1 << n;
576                 while (n < fls(id)) {
577                         n += IDR_BITS;
578                         p = *--paa;
579                 }
580         }
581
582         return error;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(idr_for_each);
585
586 /**
587  * idr_get_next - lookup next object of id to given id.
588  * @idp: idr handle
589  * @id:  pointer to lookup key
590  *
591  * Returns pointer to registered object with id, which is next number to
592  * given id.
593  */
594
595 void *idr_get_next(struct idr *idp, int *nextidp)
596 {
597         struct idr_layer *p, *pa[MAX_LEVEL];
598         struct idr_layer **paa = &pa[0];
599         int id = *nextidp;
600         int n, max;
601
602         /* find first ent */
603         n = idp->layers * IDR_BITS;
604         max = 1 << n;
605         p = rcu_dereference(idp->top);
606         if (!p)
607                 return NULL;
608
609         while (id < max) {
610                 while (n > 0 && p) {
611                         n -= IDR_BITS;
612                         *paa++ = p;
613                         p = rcu_dereference(p->ary[(id >> n) & IDR_MASK]);
614                 }
615
616                 if (p) {
617                         *nextidp = id;
618                         return p;
619                 }
620
621                 id += 1 << n;
622                 while (n < fls(id)) {
623                         n += IDR_BITS;
624                         p = *--paa;
625                 }
626         }
627         return NULL;
628 }
629 EXPORT_SYMBOL(idr_get_next);
630
631
632 /**
633  * idr_replace - replace pointer for given id
634  * @idp: idr handle
635  * @ptr: pointer you want associated with the id
636  * @id: lookup key
637  *
638  * Replace the pointer registered with an id and return the old value.
639  * A -ENOENT return indicates that @id was not found.
640  * A -EINVAL return indicates that @id was not within valid constraints.
641  *
642  * The caller must serialize with writers.
643  */
644 void *idr_replace(struct idr *idp, void *ptr, int id)
645 {
646         int n;
647         struct idr_layer *p, *old_p;
648
649         p = idp->top;
650         if (!p)
651                 return ERR_PTR(-EINVAL);
652
653         n = (p->layer+1) * IDR_BITS;
654
655         id &= MAX_ID_MASK;
656
657         if (id >= (1 << n))
658                 return ERR_PTR(-EINVAL);
659
660         n -= IDR_BITS;
661         while ((n > 0) && p) {
662                 p = p->ary[(id >> n) & IDR_MASK];
663                 n -= IDR_BITS;
664         }
665
666         n = id & IDR_MASK;
667         if (unlikely(p == NULL || !test_bit(n, &p->bitmap)))
668                 return ERR_PTR(-ENOENT);
669
670         old_p = p->ary[n];
671         rcu_assign_pointer(p->ary[n], ptr);
672
673         return old_p;
674 }
675 EXPORT_SYMBOL(idr_replace);
676
677 void __init idr_init_cache(void)
678 {
679         idr_layer_cache = kmem_cache_create("idr_layer_cache",
680                                 sizeof(struct idr_layer), 0, SLAB_PANIC, NULL);
681 }
682
683 /**
684  * idr_init - initialize idr handle
685  * @idp:        idr handle
686  *
687  * This function is use to set up the handle (@idp) that you will pass
688  * to the rest of the functions.
689  */
690 void idr_init(struct idr *idp)
691 {
692         memset(idp, 0, sizeof(struct idr));
693         spin_lock_init(&idp->lock);
694 }
695 EXPORT_SYMBOL(idr_init);
696
697
698 /*
699  * IDA - IDR based ID allocator
700  *
701  * this is id allocator without id -> pointer translation.  Memory
702  * usage is much lower than full blown idr because each id only
703  * occupies a bit.  ida uses a custom leaf node which contains
704  * IDA_BITMAP_BITS slots.
705  *
706  * 2007-04-25  written by Tejun Heo <htejun@gmail.com>
707  */
708
709 static void free_bitmap(struct ida *ida, struct ida_bitmap *bitmap)
710 {
711         unsigned long flags;
712
713         if (!ida->free_bitmap) {
714                 spin_lock_irqsave(&ida->idr.lock, flags);
715                 if (!ida->free_bitmap) {
716                         ida->free_bitmap = bitmap;
717                         bitmap = NULL;
718                 }
719                 spin_unlock_irqrestore(&ida->idr.lock, flags);
720         }
721
722         kfree(bitmap);
723 }
724
725 /**
726  * ida_pre_get - reserve resources for ida allocation
727  * @ida:        ida handle
728  * @gfp_mask:   memory allocation flag
729  *
730  * This function should be called prior to locking and calling the
731  * following function.  It preallocates enough memory to satisfy the
732  * worst possible allocation.
733  *
734  * If the system is REALLY out of memory this function returns 0,
735  * otherwise 1.
736  */
737 int ida_pre_get(struct ida *ida, gfp_t gfp_mask)
738 {
739         /* allocate idr_layers */
740         if (!idr_pre_get(&ida->idr, gfp_mask))
741                 return 0;
742
743         /* allocate free_bitmap */
744         if (!ida->free_bitmap) {
745                 struct ida_bitmap *bitmap;
746
747                 bitmap = kmalloc(sizeof(struct ida_bitmap), gfp_mask);
748                 if (!bitmap)
749                         return 0;
750
751                 free_bitmap(ida, bitmap);
752         }
753
754         return 1;
755 }
756 EXPORT_SYMBOL(ida_pre_get);
757
758 /**
759  * ida_get_new_above - allocate new ID above or equal to a start id
760  * @ida:        ida handle
761  * @staring_id: id to start search at
762  * @p_id:       pointer to the allocated handle
763  *
764  * Allocate new ID above or equal to @ida.  It should be called with
765  * any required locks.
766  *
767  * If memory is required, it will return -EAGAIN, you should unlock
768  * and go back to the ida_pre_get() call.  If the ida is full, it will
769  * return -ENOSPC.
770  *
771  * @p_id returns a value in the range @starting_id ... 0x7fffffff.
772  */
773 int ida_get_new_above(struct ida *ida, int starting_id, int *p_id)
774 {
775         struct idr_layer *pa[MAX_LEVEL];
776         struct ida_bitmap *bitmap;
777         unsigned long flags;
778         int idr_id = starting_id / IDA_BITMAP_BITS;
779         int offset = starting_id % IDA_BITMAP_BITS;
780         int t, id;
781
782  restart:
783         /* get vacant slot */
784         t = idr_get_empty_slot(&ida->idr, idr_id, pa);
785         if (t < 0)
786                 return _idr_rc_to_errno(t);
787
788         if (t * IDA_BITMAP_BITS >= MAX_ID_BIT)
789                 return -ENOSPC;
790
791         if (t != idr_id)
792                 offset = 0;
793         idr_id = t;
794
795         /* if bitmap isn't there, create a new one */
796         bitmap = (void *)pa[0]->ary[idr_id & IDR_MASK];
797         if (!bitmap) {
798                 spin_lock_irqsave(&ida->idr.lock, flags);
799                 bitmap = ida->free_bitmap;
800                 ida->free_bitmap = NULL;
801                 spin_unlock_irqrestore(&ida->idr.lock, flags);
802
803                 if (!bitmap)
804                         return -EAGAIN;
805
806                 memset(bitmap, 0, sizeof(struct ida_bitmap));
807                 rcu_assign_pointer(pa[0]->ary[idr_id & IDR_MASK],
808                                 (void *)bitmap);
809                 pa[0]->count++;
810         }
811
812         /* lookup for empty slot */
813         t = find_next_zero_bit(bitmap->bitmap, IDA_BITMAP_BITS, offset);
814         if (t == IDA_BITMAP_BITS) {
815                 /* no empty slot after offset, continue to the next chunk */
816                 idr_id++;
817                 offset = 0;
818                 goto restart;
819         }
820
821         id = idr_id * IDA_BITMAP_BITS + t;
822         if (id >= MAX_ID_BIT)
823                 return -ENOSPC;
824
825         __set_bit(t, bitmap->bitmap);
826         if (++bitmap->nr_busy == IDA_BITMAP_BITS)
827                 idr_mark_full(pa, idr_id);
828
829         *p_id = id;
830
831         /* Each leaf node can handle nearly a thousand slots and the
832          * whole idea of ida is to have small memory foot print.
833          * Throw away extra resources one by one after each successful
834          * allocation.
835          */
836         if (ida->idr.id_free_cnt || ida->free_bitmap) {
837                 struct idr_layer *p = get_from_free_list(&ida->idr);
838                 if (p)
839                         kmem_cache_free(idr_layer_cache, p);
840         }
841
842         return 0;
843 }
844 EXPORT_SYMBOL(ida_get_new_above);
845
846 /**
847  * ida_get_new - allocate new ID
848  * @ida:        idr handle
849  * @p_id:       pointer to the allocated handle
850  *
851  * Allocate new ID.  It should be called with any required locks.
852  *
853  * If memory is required, it will return -EAGAIN, you should unlock
854  * and go back to the idr_pre_get() call.  If the idr is full, it will
855  * return -ENOSPC.
856  *
857  * @id returns a value in the range 0 ... 0x7fffffff.
858  */
859 int ida_get_new(struct ida *ida, int *p_id)
860 {
861         return ida_get_new_above(ida, 0, p_id);
862 }
863 EXPORT_SYMBOL(ida_get_new);
864
865 /**
866  * ida_remove - remove the given ID
867  * @ida:        ida handle
868  * @id:         ID to free
869  */
870 void ida_remove(struct ida *ida, int id)
871 {
872         struct idr_layer *p = ida->idr.top;
873         int shift = (ida->idr.layers - 1) * IDR_BITS;
874         int idr_id = id / IDA_BITMAP_BITS;
875         int offset = id % IDA_BITMAP_BITS;
876         int n;
877         struct ida_bitmap *bitmap;
878
879         /* clear full bits while looking up the leaf idr_layer */
880         while ((shift > 0) && p) {
881                 n = (idr_id >> shift) & IDR_MASK;
882                 __clear_bit(n, &p->bitmap);
883                 p = p->ary[n];
884                 shift -= IDR_BITS;
885         }
886
887         if (p == NULL)
888                 goto err;
889
890         n = idr_id & IDR_MASK;
891         __clear_bit(n, &p->bitmap);
892
893         bitmap = (void *)p->ary[n];
894         if (!test_bit(offset, bitmap->bitmap))
895                 goto err;
896
897         /* update bitmap and remove it if empty */
898         __clear_bit(offset, bitmap->bitmap);
899         if (--bitmap->nr_busy == 0) {
900                 __set_bit(n, &p->bitmap);       /* to please idr_remove() */
901                 idr_remove(&ida->idr, idr_id);
902                 free_bitmap(ida, bitmap);
903         }
904
905         return;
906
907  err:
908         printk(KERN_WARNING
909                "ida_remove called for id=%d which is not allocated.\n", id);
910 }
911 EXPORT_SYMBOL(ida_remove);
912
913 /**
914  * ida_destroy - release all cached layers within an ida tree
915  * ida:         ida handle
916  */
917 void ida_destroy(struct ida *ida)
918 {
919         idr_destroy(&ida->idr);
920         kfree(ida->free_bitmap);
921 }
922 EXPORT_SYMBOL(ida_destroy);
923
924 /**
925  * ida_init - initialize ida handle
926  * @ida:        ida handle
927  *
928  * This function is use to set up the handle (@ida) that you will pass
929  * to the rest of the functions.
930  */
931 void ida_init(struct ida *ida)
932 {
933         memset(ida, 0, sizeof(struct ida));
934         idr_init(&ida->idr);
935
936 }
937 EXPORT_SYMBOL(ida_init);