[PATCH] arch/i386/mm/fault.c: fix sparse warnings
[linux-2.6.git] / arch / ppc / lib / rheap.c
1 /*
2  * arch/ppc/syslib/rheap.c
3  *
4  * A Remote Heap.  Remote means that we don't touch the memory that the
5  * heap points to. Normal heap implementations use the memory they manage
6  * to place their list. We cannot do that because the memory we manage may
7  * have special properties, for example it is uncachable or of different
8  * endianess.
9  *
10  * Author: Pantelis Antoniou <panto@intracom.gr>
11  *
12  * 2004 (c) INTRACOM S.A. Greece. This file is licensed under
13  * the terms of the GNU General Public License version 2. This program
14  * is licensed "as is" without any warranty of any kind, whether express
15  * or implied.
16  */
17 #include <linux/types.h>
18 #include <linux/errno.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/slab.h>
21
22 #include <asm/rheap.h>
23
24 /*
25  * Fixup a list_head, needed when copying lists.  If the pointers fall
26  * between s and e, apply the delta.  This assumes that
27  * sizeof(struct list_head *) == sizeof(unsigned long *).
28  */
29 static inline void fixup(unsigned long s, unsigned long e, int d,
30                          struct list_head *l)
31 {
32         unsigned long *pp;
33
34         pp = (unsigned long *)&l->next;
35         if (*pp >= s && *pp < e)
36                 *pp += d;
37
38         pp = (unsigned long *)&l->prev;
39         if (*pp >= s && *pp < e)
40                 *pp += d;
41 }
42
43 /* Grow the allocated blocks */
44 static int grow(rh_info_t * info, int max_blocks)
45 {
46         rh_block_t *block, *blk;
47         int i, new_blocks;
48         int delta;
49         unsigned long blks, blke;
50
51         if (max_blocks <= info->max_blocks)
52                 return -EINVAL;
53
54         new_blocks = max_blocks - info->max_blocks;
55
56         block = kmalloc(sizeof(rh_block_t) * max_blocks, GFP_KERNEL);
57         if (block == NULL)
58                 return -ENOMEM;
59
60         if (info->max_blocks > 0) {
61
62                 /* copy old block area */
63                 memcpy(block, info->block,
64                        sizeof(rh_block_t) * info->max_blocks);
65
66                 delta = (char *)block - (char *)info->block;
67
68                 /* and fixup list pointers */
69                 blks = (unsigned long)info->block;
70                 blke = (unsigned long)(info->block + info->max_blocks);
71
72                 for (i = 0, blk = block; i < info->max_blocks; i++, blk++)
73                         fixup(blks, blke, delta, &blk->list);
74
75                 fixup(blks, blke, delta, &info->empty_list);
76                 fixup(blks, blke, delta, &info->free_list);
77                 fixup(blks, blke, delta, &info->taken_list);
78
79                 /* free the old allocated memory */
80                 if ((info->flags & RHIF_STATIC_BLOCK) == 0)
81                         kfree(info->block);
82         }
83
84         info->block = block;
85         info->empty_slots += new_blocks;
86         info->max_blocks = max_blocks;
87         info->flags &= ~RHIF_STATIC_BLOCK;
88
89         /* add all new blocks to the free list */
90         for (i = 0, blk = block + info->max_blocks; i < new_blocks; i++, blk++)
91                 list_add(&blk->list, &info->empty_list);
92
93         return 0;
94 }
95
96 /*
97  * Assure at least the required amount of empty slots.  If this function
98  * causes a grow in the block area then all pointers kept to the block
99  * area are invalid!
100  */
101 static int assure_empty(rh_info_t * info, int slots)
102 {
103         int max_blocks;
104
105         /* This function is not meant to be used to grow uncontrollably */
106         if (slots >= 4)
107                 return -EINVAL;
108
109         /* Enough space */
110         if (info->empty_slots >= slots)
111                 return 0;
112
113         /* Next 16 sized block */
114         max_blocks = ((info->max_blocks + slots) + 15) & ~15;
115
116         return grow(info, max_blocks);
117 }
118
119 static rh_block_t *get_slot(rh_info_t * info)
120 {
121         rh_block_t *blk;
122
123         /* If no more free slots, and failure to extend. */
124         /* XXX: You should have called assure_empty before */
125         if (info->empty_slots == 0) {
126                 printk(KERN_ERR "rh: out of slots; crash is imminent.\n");
127                 return NULL;
128         }
129
130         /* Get empty slot to use */
131         blk = list_entry(info->empty_list.next, rh_block_t, list);
132         list_del_init(&blk->list);
133         info->empty_slots--;
134
135         /* Initialize */
136         blk->start = NULL;
137         blk->size = 0;
138         blk->owner = NULL;
139
140         return blk;
141 }
142
143 static inline void release_slot(rh_info_t * info, rh_block_t * blk)
144 {
145         list_add(&blk->list, &info->empty_list);
146         info->empty_slots++;
147 }
148
149 static void attach_free_block(rh_info_t * info, rh_block_t * blkn)
150 {
151         rh_block_t *blk;
152         rh_block_t *before;
153         rh_block_t *after;
154         rh_block_t *next;
155         int size;
156         unsigned long s, e, bs, be;
157         struct list_head *l;
158
159         /* We assume that they are aligned properly */
160         size = blkn->size;
161         s = (unsigned long)blkn->start;
162         e = s + size;
163
164         /* Find the blocks immediately before and after the given one
165          * (if any) */
166         before = NULL;
167         after = NULL;
168         next = NULL;
169
170         list_for_each(l, &info->free_list) {
171                 blk = list_entry(l, rh_block_t, list);
172
173                 bs = (unsigned long)blk->start;
174                 be = bs + blk->size;
175
176                 if (next == NULL && s >= bs)
177                         next = blk;
178
179                 if (be == s)
180                         before = blk;
181
182                 if (e == bs)
183                         after = blk;
184
185                 /* If both are not null, break now */
186                 if (before != NULL && after != NULL)
187                         break;
188         }
189
190         /* Now check if they are really adjacent */
191         if (before != NULL && s != (unsigned long)before->start + before->size)
192                 before = NULL;
193
194         if (after != NULL && e != (unsigned long)after->start)
195                 after = NULL;
196
197         /* No coalescing; list insert and return */
198         if (before == NULL && after == NULL) {
199
200                 if (next != NULL)
201                         list_add(&blkn->list, &next->list);
202                 else
203                         list_add(&blkn->list, &info->free_list);
204
205                 return;
206         }
207
208         /* We don't need it anymore */
209         release_slot(info, blkn);
210
211         /* Grow the before block */
212         if (before != NULL && after == NULL) {
213                 before->size += size;
214                 return;
215         }
216
217         /* Grow the after block backwards */
218         if (before == NULL && after != NULL) {
219                 after->start = (int8_t *)after->start - size;
220                 after->size += size;
221                 return;
222         }
223
224         /* Grow the before block, and release the after block */
225         before->size += size + after->size;
226         list_del(&after->list);
227         release_slot(info, after);
228 }
229
230 static void attach_taken_block(rh_info_t * info, rh_block_t * blkn)
231 {
232         rh_block_t *blk;
233         struct list_head *l;
234
235         /* Find the block immediately before the given one (if any) */
236         list_for_each(l, &info->taken_list) {
237                 blk = list_entry(l, rh_block_t, list);
238                 if (blk->start > blkn->start) {
239                         list_add_tail(&blkn->list, &blk->list);
240                         return;
241                 }
242         }
243
244         list_add_tail(&blkn->list, &info->taken_list);
245 }
246
247 /*
248  * Create a remote heap dynamically.  Note that no memory for the blocks
249  * are allocated.  It will upon the first allocation
250  */
251 rh_info_t *rh_create(unsigned int alignment)
252 {
253         rh_info_t *info;
254
255         /* Alignment must be a power of two */
256         if ((alignment & (alignment - 1)) != 0)
257                 return ERR_PTR(-EINVAL);
258
259         info = kmalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
260         if (info == NULL)
261                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
262
263         info->alignment = alignment;
264
265         /* Initially everything as empty */
266         info->block = NULL;
267         info->max_blocks = 0;
268         info->empty_slots = 0;
269         info->flags = 0;
270
271         INIT_LIST_HEAD(&info->empty_list);
272         INIT_LIST_HEAD(&info->free_list);
273         INIT_LIST_HEAD(&info->taken_list);
274
275         return info;
276 }
277
278 /*
279  * Destroy a dynamically created remote heap.  Deallocate only if the areas
280  * are not static
281  */
282 void rh_destroy(rh_info_t * info)
283 {
284         if ((info->flags & RHIF_STATIC_BLOCK) == 0 && info->block != NULL)
285                 kfree(info->block);
286
287         if ((info->flags & RHIF_STATIC_INFO) == 0)
288                 kfree(info);
289 }
290
291 /*
292  * Initialize in place a remote heap info block.  This is needed to support
293  * operation very early in the startup of the kernel, when it is not yet safe
294  * to call kmalloc.
295  */
296 void rh_init(rh_info_t * info, unsigned int alignment, int max_blocks,
297              rh_block_t * block)
298 {
299         int i;
300         rh_block_t *blk;
301
302         /* Alignment must be a power of two */
303         if ((alignment & (alignment - 1)) != 0)
304                 return;
305
306         info->alignment = alignment;
307
308         /* Initially everything as empty */
309         info->block = block;
310         info->max_blocks = max_blocks;
311         info->empty_slots = max_blocks;
312         info->flags = RHIF_STATIC_INFO | RHIF_STATIC_BLOCK;
313
314         INIT_LIST_HEAD(&info->empty_list);
315         INIT_LIST_HEAD(&info->free_list);
316         INIT_LIST_HEAD(&info->taken_list);
317
318         /* Add all new blocks to the free list */
319         for (i = 0, blk = block; i < max_blocks; i++, blk++)
320                 list_add(&blk->list, &info->empty_list);
321 }
322
323 /* Attach a free memory region, coalesces regions if adjuscent */
324 int rh_attach_region(rh_info_t * info, void *start, int size)
325 {
326         rh_block_t *blk;
327         unsigned long s, e, m;
328         int r;
329
330         /* The region must be aligned */
331         s = (unsigned long)start;
332         e = s + size;
333         m = info->alignment - 1;
334
335         /* Round start up */
336         s = (s + m) & ~m;
337
338         /* Round end down */
339         e = e & ~m;
340
341         /* Take final values */
342         start = (void *)s;
343         size = (int)(e - s);
344
345         /* Grow the blocks, if needed */
346         r = assure_empty(info, 1);
347         if (r < 0)
348                 return r;
349
350         blk = get_slot(info);
351         blk->start = start;
352         blk->size = size;
353         blk->owner = NULL;
354
355         attach_free_block(info, blk);
356
357         return 0;
358 }
359
360 /* Detatch given address range, splits free block if needed. */
361 void *rh_detach_region(rh_info_t * info, void *start, int size)
362 {
363         struct list_head *l;
364         rh_block_t *blk, *newblk;
365         unsigned long s, e, m, bs, be;
366
367         /* Validate size */
368         if (size <= 0)
369                 return ERR_PTR(-EINVAL);
370
371         /* The region must be aligned */
372         s = (unsigned long)start;
373         e = s + size;
374         m = info->alignment - 1;
375
376         /* Round start up */
377         s = (s + m) & ~m;
378
379         /* Round end down */
380         e = e & ~m;
381
382         if (assure_empty(info, 1) < 0)
383                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
384
385         blk = NULL;
386         list_for_each(l, &info->free_list) {
387                 blk = list_entry(l, rh_block_t, list);
388                 /* The range must lie entirely inside one free block */
389                 bs = (unsigned long)blk->start;
390                 be = (unsigned long)blk->start + blk->size;
391                 if (s >= bs && e <= be)
392                         break;
393                 blk = NULL;
394         }
395
396         if (blk == NULL)
397                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
398
399         /* Perfect fit */
400         if (bs == s && be == e) {
401                 /* Delete from free list, release slot */
402                 list_del(&blk->list);
403                 release_slot(info, blk);
404                 return (void *)s;
405         }
406
407         /* blk still in free list, with updated start and/or size */
408         if (bs == s || be == e) {
409                 if (bs == s)
410                         blk->start = (int8_t *)blk->start + size;
411                 blk->size -= size;
412
413         } else {
414                 /* The front free fragment */
415                 blk->size = s - bs;
416
417                 /* the back free fragment */
418                 newblk = get_slot(info);
419                 newblk->start = (void *)e;
420                 newblk->size = be - e;
421
422                 list_add(&newblk->list, &blk->list);
423         }
424
425         return (void *)s;
426 }
427
428 void *rh_alloc(rh_info_t * info, int size, const char *owner)
429 {
430         struct list_head *l;
431         rh_block_t *blk;
432         rh_block_t *newblk;
433         void *start;
434
435         /* Validate size */
436         if (size <= 0)
437                 return ERR_PTR(-EINVAL);
438
439         /* Align to configured alignment */
440         size = (size + (info->alignment - 1)) & ~(info->alignment - 1);
441
442         if (assure_empty(info, 1) < 0)
443                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
444
445         blk = NULL;
446         list_for_each(l, &info->free_list) {
447                 blk = list_entry(l, rh_block_t, list);
448                 if (size <= blk->size)
449                         break;
450                 blk = NULL;
451         }
452
453         if (blk == NULL)
454                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
455
456         /* Just fits */
457         if (blk->size == size) {
458                 /* Move from free list to taken list */
459                 list_del(&blk->list);
460                 blk->owner = owner;
461                 start = blk->start;
462
463                 attach_taken_block(info, blk);
464
465                 return start;
466         }
467
468         newblk = get_slot(info);
469         newblk->start = blk->start;
470         newblk->size = size;
471         newblk->owner = owner;
472
473         /* blk still in free list, with updated start, size */
474         blk->start = (int8_t *)blk->start + size;
475         blk->size -= size;
476
477         start = newblk->start;
478
479         attach_taken_block(info, newblk);
480
481         return start;
482 }
483
484 /* allocate at precisely the given address */
485 void *rh_alloc_fixed(rh_info_t * info, void *start, int size, const char *owner)
486 {
487         struct list_head *l;
488         rh_block_t *blk, *newblk1, *newblk2;
489         unsigned long s, e, m, bs, be;
490
491         /* Validate size */
492         if (size <= 0)
493                 return ERR_PTR(-EINVAL);
494
495         /* The region must be aligned */
496         s = (unsigned long)start;
497         e = s + size;
498         m = info->alignment - 1;
499
500         /* Round start up */
501         s = (s + m) & ~m;
502
503         /* Round end down */
504         e = e & ~m;
505
506         if (assure_empty(info, 2) < 0)
507                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
508
509         blk = NULL;
510         list_for_each(l, &info->free_list) {
511                 blk = list_entry(l, rh_block_t, list);
512                 /* The range must lie entirely inside one free block */
513                 bs = (unsigned long)blk->start;
514                 be = (unsigned long)blk->start + blk->size;
515                 if (s >= bs && e <= be)
516                         break;
517         }
518
519         if (blk == NULL)
520                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
521
522         /* Perfect fit */
523         if (bs == s && be == e) {
524                 /* Move from free list to taken list */
525                 list_del(&blk->list);
526                 blk->owner = owner;
527
528                 start = blk->start;
529                 attach_taken_block(info, blk);
530
531                 return start;
532
533         }
534
535         /* blk still in free list, with updated start and/or size */
536         if (bs == s || be == e) {
537                 if (bs == s)
538                         blk->start = (int8_t *)blk->start + size;
539                 blk->size -= size;
540
541         } else {
542                 /* The front free fragment */
543                 blk->size = s - bs;
544
545                 /* The back free fragment */
546                 newblk2 = get_slot(info);
547                 newblk2->start = (void *)e;
548                 newblk2->size = be - e;
549
550                 list_add(&newblk2->list, &blk->list);
551         }
552
553         newblk1 = get_slot(info);
554         newblk1->start = (void *)s;
555         newblk1->size = e - s;
556         newblk1->owner = owner;
557
558         start = newblk1->start;
559         attach_taken_block(info, newblk1);
560
561         return start;
562 }
563
564 int rh_free(rh_info_t * info, void *start)
565 {
566         rh_block_t *blk, *blk2;
567         struct list_head *l;
568         int size;
569
570         /* Linear search for block */
571         blk = NULL;
572         list_for_each(l, &info->taken_list) {
573                 blk2 = list_entry(l, rh_block_t, list);
574                 if (start < blk2->start)
575                         break;
576                 blk = blk2;
577         }
578
579         if (blk == NULL || start > (blk->start + blk->size))
580                 return -EINVAL;
581
582         /* Remove from taken list */
583         list_del(&blk->list);
584
585         /* Get size of freed block */
586         size = blk->size;
587         attach_free_block(info, blk);
588
589         return size;
590 }
591
592 int rh_get_stats(rh_info_t * info, int what, int max_stats, rh_stats_t * stats)
593 {
594         rh_block_t *blk;
595         struct list_head *l;
596         struct list_head *h;
597         int nr;
598
599         switch (what) {
600
601         case RHGS_FREE:
602                 h = &info->free_list;
603                 break;
604
605         case RHGS_TAKEN:
606                 h = &info->taken_list;
607                 break;
608
609         default:
610                 return -EINVAL;
611         }
612
613         /* Linear search for block */
614         nr = 0;
615         list_for_each(l, h) {
616                 blk = list_entry(l, rh_block_t, list);
617                 if (stats != NULL && nr < max_stats) {
618                         stats->start = blk->start;
619                         stats->size = blk->size;
620                         stats->owner = blk->owner;
621                         stats++;
622                 }
623                 nr++;
624         }
625
626         return nr;
627 }
628
629 int rh_set_owner(rh_info_t * info, void *start, const char *owner)
630 {
631         rh_block_t *blk, *blk2;
632         struct list_head *l;
633         int size;
634
635         /* Linear search for block */
636         blk = NULL;
637         list_for_each(l, &info->taken_list) {
638                 blk2 = list_entry(l, rh_block_t, list);
639                 if (start < blk2->start)
640                         break;
641                 blk = blk2;
642         }
643
644         if (blk == NULL || start > (blk->start + blk->size))
645                 return -EINVAL;
646
647         blk->owner = owner;
648         size = blk->size;
649
650         return size;
651 }
652
653 void rh_dump(rh_info_t * info)
654 {
655         static rh_stats_t st[32];       /* XXX maximum 32 blocks */
656         int maxnr;
657         int i, nr;
658
659         maxnr = sizeof(st) / sizeof(st[0]);
660
661         printk(KERN_INFO
662                "info @0x%p (%d slots empty / %d max)\n",
663                info, info->empty_slots, info->max_blocks);
664
665         printk(KERN_INFO "  Free:\n");
666         nr = rh_get_stats(info, RHGS_FREE, maxnr, st);
667         if (nr > maxnr)
668                 nr = maxnr;
669         for (i = 0; i < nr; i++)
670                 printk(KERN_INFO
671                        "    0x%p-0x%p (%u)\n",
672                        st[i].start, (int8_t *) st[i].start + st[i].size,
673                        st[i].size);
674         printk(KERN_INFO "\n");
675
676         printk(KERN_INFO "  Taken:\n");
677         nr = rh_get_stats(info, RHGS_TAKEN, maxnr, st);
678         if (nr > maxnr)
679                 nr = maxnr;
680         for (i = 0; i < nr; i++)
681                 printk(KERN_INFO
682                        "    0x%p-0x%p (%u) %s\n",
683                        st[i].start, (int8_t *) st[i].start + st[i].size,
684                        st[i].size, st[i].owner != NULL ? st[i].owner : "");
685         printk(KERN_INFO "\n");
686 }
687
688 void rh_dump_blk(rh_info_t * info, rh_block_t * blk)
689 {
690         printk(KERN_INFO
691                "blk @0x%p: 0x%p-0x%p (%u)\n",
692                blk, blk->start, (int8_t *) blk->start + blk->size, blk->size);
693 }