]> Git Repo - linux.git/blob - lib/maple_tree.c
crypto: akcipher - Drop sign/verify operations
[linux.git] / lib / maple_tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Maple Tree implementation
4  * Copyright (c) 2018-2022 Oracle Corporation
5  * Authors: Liam R. Howlett <[email protected]>
6  *          Matthew Wilcox <[email protected]>
7  * Copyright (c) 2023 ByteDance
8  * Author: Peng Zhang <[email protected]>
9  */
10
11 /*
12  * DOC: Interesting implementation details of the Maple Tree
13  *
14  * Each node type has a number of slots for entries and a number of slots for
15  * pivots.  In the case of dense nodes, the pivots are implied by the position
16  * and are simply the slot index + the minimum of the node.
17  *
18  * In regular B-Tree terms, pivots are called keys.  The term pivot is used to
19  * indicate that the tree is specifying ranges.  Pivots may appear in the
20  * subtree with an entry attached to the value whereas keys are unique to a
21  * specific position of a B-tree.  Pivot values are inclusive of the slot with
22  * the same index.
23  *
24  *
25  * The following illustrates the layout of a range64 nodes slots and pivots.
26  *
27  *
28  *  Slots -> | 0 | 1 | 2 | ... | 12 | 13 | 14 | 15 |
29  *           ┬   ┬   ┬   ┬     ┬    ┬    ┬    ┬    ┬
30  *           │   │   │   │     │    │    │    │    └─ Implied maximum
31  *           │   │   │   │     │    │    │    └─ Pivot 14
32  *           │   │   │   │     │    │    └─ Pivot 13
33  *           │   │   │   │     │    └─ Pivot 12
34  *           │   │   │   │     └─ Pivot 11
35  *           │   │   │   └─ Pivot 2
36  *           │   │   └─ Pivot 1
37  *           │   └─ Pivot 0
38  *           └─  Implied minimum
39  *
40  * Slot contents:
41  *  Internal (non-leaf) nodes contain pointers to other nodes.
42  *  Leaf nodes contain entries.
43  *
44  * The location of interest is often referred to as an offset.  All offsets have
45  * a slot, but the last offset has an implied pivot from the node above (or
46  * UINT_MAX for the root node.
47  *
48  * Ranges complicate certain write activities.  When modifying any of
49  * the B-tree variants, it is known that one entry will either be added or
50  * deleted.  When modifying the Maple Tree, one store operation may overwrite
51  * the entire data set, or one half of the tree, or the middle half of the tree.
52  *
53  */
54
55
56 #include <linux/maple_tree.h>
57 #include <linux/xarray.h>
58 #include <linux/types.h>
59 #include <linux/export.h>
60 #include <linux/slab.h>
61 #include <linux/limits.h>
62 #include <asm/barrier.h>
63
64 #define CREATE_TRACE_POINTS
65 #include <trace/events/maple_tree.h>
66
67 #define MA_ROOT_PARENT 1
68
69 /*
70  * Maple state flags
71  * * MA_STATE_BULK              - Bulk insert mode
72  * * MA_STATE_REBALANCE         - Indicate a rebalance during bulk insert
73  * * MA_STATE_PREALLOC          - Preallocated nodes, WARN_ON allocation
74  */
75 #define MA_STATE_BULK           1
76 #define MA_STATE_REBALANCE      2
77 #define MA_STATE_PREALLOC       4
78
79 #define ma_parent_ptr(x) ((struct maple_pnode *)(x))
80 #define mas_tree_parent(x) ((unsigned long)(x->tree) | MA_ROOT_PARENT)
81 #define ma_mnode_ptr(x) ((struct maple_node *)(x))
82 #define ma_enode_ptr(x) ((struct maple_enode *)(x))
83 static struct kmem_cache *maple_node_cache;
84
85 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
86 static const unsigned long mt_max[] = {
87         [maple_dense]           = MAPLE_NODE_SLOTS,
88         [maple_leaf_64]         = ULONG_MAX,
89         [maple_range_64]        = ULONG_MAX,
90         [maple_arange_64]       = ULONG_MAX,
91 };
92 #define mt_node_max(x) mt_max[mte_node_type(x)]
93 #endif
94
95 static const unsigned char mt_slots[] = {
96         [maple_dense]           = MAPLE_NODE_SLOTS,
97         [maple_leaf_64]         = MAPLE_RANGE64_SLOTS,
98         [maple_range_64]        = MAPLE_RANGE64_SLOTS,
99         [maple_arange_64]       = MAPLE_ARANGE64_SLOTS,
100 };
101 #define mt_slot_count(x) mt_slots[mte_node_type(x)]
102
103 static const unsigned char mt_pivots[] = {
104         [maple_dense]           = 0,
105         [maple_leaf_64]         = MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1,
106         [maple_range_64]        = MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1,
107         [maple_arange_64]       = MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 1,
108 };
109 #define mt_pivot_count(x) mt_pivots[mte_node_type(x)]
110
111 static const unsigned char mt_min_slots[] = {
112         [maple_dense]           = MAPLE_NODE_SLOTS / 2,
113         [maple_leaf_64]         = (MAPLE_RANGE64_SLOTS / 2) - 2,
114         [maple_range_64]        = (MAPLE_RANGE64_SLOTS / 2) - 2,
115         [maple_arange_64]       = (MAPLE_ARANGE64_SLOTS / 2) - 1,
116 };
117 #define mt_min_slot_count(x) mt_min_slots[mte_node_type(x)]
118
119 #define MAPLE_BIG_NODE_SLOTS    (MAPLE_RANGE64_SLOTS * 2 + 2)
120 #define MAPLE_BIG_NODE_GAPS     (MAPLE_ARANGE64_SLOTS * 2 + 1)
121
122 struct maple_big_node {
123         struct maple_pnode *parent;
124         unsigned long pivot[MAPLE_BIG_NODE_SLOTS - 1];
125         union {
126                 struct maple_enode *slot[MAPLE_BIG_NODE_SLOTS];
127                 struct {
128                         unsigned long padding[MAPLE_BIG_NODE_GAPS];
129                         unsigned long gap[MAPLE_BIG_NODE_GAPS];
130                 };
131         };
132         unsigned char b_end;
133         enum maple_type type;
134 };
135
136 /*
137  * The maple_subtree_state is used to build a tree to replace a segment of an
138  * existing tree in a more atomic way.  Any walkers of the older tree will hit a
139  * dead node and restart on updates.
140  */
141 struct maple_subtree_state {
142         struct ma_state *orig_l;        /* Original left side of subtree */
143         struct ma_state *orig_r;        /* Original right side of subtree */
144         struct ma_state *l;             /* New left side of subtree */
145         struct ma_state *m;             /* New middle of subtree (rare) */
146         struct ma_state *r;             /* New right side of subtree */
147         struct ma_topiary *free;        /* nodes to be freed */
148         struct ma_topiary *destroy;     /* Nodes to be destroyed (walked and freed) */
149         struct maple_big_node *bn;
150 };
151
152 #ifdef CONFIG_KASAN_STACK
153 /* Prevent mas_wr_bnode() from exceeding the stack frame limit */
154 #define noinline_for_kasan noinline_for_stack
155 #else
156 #define noinline_for_kasan inline
157 #endif
158
159 /* Functions */
160 static inline struct maple_node *mt_alloc_one(gfp_t gfp)
161 {
162         return kmem_cache_alloc(maple_node_cache, gfp);
163 }
164
165 static inline int mt_alloc_bulk(gfp_t gfp, size_t size, void **nodes)
166 {
167         return kmem_cache_alloc_bulk(maple_node_cache, gfp, size, nodes);
168 }
169
170 static inline void mt_free_one(struct maple_node *node)
171 {
172         kmem_cache_free(maple_node_cache, node);
173 }
174
175 static inline void mt_free_bulk(size_t size, void __rcu **nodes)
176 {
177         kmem_cache_free_bulk(maple_node_cache, size, (void **)nodes);
178 }
179
180 static void mt_free_rcu(struct rcu_head *head)
181 {
182         struct maple_node *node = container_of(head, struct maple_node, rcu);
183
184         kmem_cache_free(maple_node_cache, node);
185 }
186
187 /*
188  * ma_free_rcu() - Use rcu callback to free a maple node
189  * @node: The node to free
190  *
191  * The maple tree uses the parent pointer to indicate this node is no longer in
192  * use and will be freed.
193  */
194 static void ma_free_rcu(struct maple_node *node)
195 {
196         WARN_ON(node->parent != ma_parent_ptr(node));
197         call_rcu(&node->rcu, mt_free_rcu);
198 }
199
200 static void mas_set_height(struct ma_state *mas)
201 {
202         unsigned int new_flags = mas->tree->ma_flags;
203
204         new_flags &= ~MT_FLAGS_HEIGHT_MASK;
205         MAS_BUG_ON(mas, mas->depth > MAPLE_HEIGHT_MAX);
206         new_flags |= mas->depth << MT_FLAGS_HEIGHT_OFFSET;
207         mas->tree->ma_flags = new_flags;
208 }
209
210 static unsigned int mas_mt_height(struct ma_state *mas)
211 {
212         return mt_height(mas->tree);
213 }
214
215 static inline unsigned int mt_attr(struct maple_tree *mt)
216 {
217         return mt->ma_flags & ~MT_FLAGS_HEIGHT_MASK;
218 }
219
220 static __always_inline enum maple_type mte_node_type(
221                 const struct maple_enode *entry)
222 {
223         return ((unsigned long)entry >> MAPLE_NODE_TYPE_SHIFT) &
224                 MAPLE_NODE_TYPE_MASK;
225 }
226
227 static __always_inline bool ma_is_dense(const enum maple_type type)
228 {
229         return type < maple_leaf_64;
230 }
231
232 static __always_inline bool ma_is_leaf(const enum maple_type type)
233 {
234         return type < maple_range_64;
235 }
236
237 static __always_inline bool mte_is_leaf(const struct maple_enode *entry)
238 {
239         return ma_is_leaf(mte_node_type(entry));
240 }
241
242 /*
243  * We also reserve values with the bottom two bits set to '10' which are
244  * below 4096
245  */
246 static __always_inline bool mt_is_reserved(const void *entry)
247 {
248         return ((unsigned long)entry < MAPLE_RESERVED_RANGE) &&
249                 xa_is_internal(entry);
250 }
251
252 static __always_inline void mas_set_err(struct ma_state *mas, long err)
253 {
254         mas->node = MA_ERROR(err);
255         mas->status = ma_error;
256 }
257
258 static __always_inline bool mas_is_ptr(const struct ma_state *mas)
259 {
260         return mas->status == ma_root;
261 }
262
263 static __always_inline bool mas_is_start(const struct ma_state *mas)
264 {
265         return mas->status == ma_start;
266 }
267
268 static __always_inline bool mas_is_none(const struct ma_state *mas)
269 {
270         return mas->status == ma_none;
271 }
272
273 static __always_inline bool mas_is_paused(const struct ma_state *mas)
274 {
275         return mas->status == ma_pause;
276 }
277
278 static __always_inline bool mas_is_overflow(struct ma_state *mas)
279 {
280         return mas->status == ma_overflow;
281 }
282
283 static inline bool mas_is_underflow(struct ma_state *mas)
284 {
285         return mas->status == ma_underflow;
286 }
287
288 static __always_inline struct maple_node *mte_to_node(
289                 const struct maple_enode *entry)
290 {
291         return (struct maple_node *)((unsigned long)entry & ~MAPLE_NODE_MASK);
292 }
293
294 /*
295  * mte_to_mat() - Convert a maple encoded node to a maple topiary node.
296  * @entry: The maple encoded node
297  *
298  * Return: a maple topiary pointer
299  */
300 static inline struct maple_topiary *mte_to_mat(const struct maple_enode *entry)
301 {
302         return (struct maple_topiary *)
303                 ((unsigned long)entry & ~MAPLE_NODE_MASK);
304 }
305
306 /*
307  * mas_mn() - Get the maple state node.
308  * @mas: The maple state
309  *
310  * Return: the maple node (not encoded - bare pointer).
311  */
312 static inline struct maple_node *mas_mn(const struct ma_state *mas)
313 {
314         return mte_to_node(mas->node);
315 }
316
317 /*
318  * mte_set_node_dead() - Set a maple encoded node as dead.
319  * @mn: The maple encoded node.
320  */
321 static inline void mte_set_node_dead(struct maple_enode *mn)
322 {
323         mte_to_node(mn)->parent = ma_parent_ptr(mte_to_node(mn));
324         smp_wmb(); /* Needed for RCU */
325 }
326
327 /* Bit 1 indicates the root is a node */
328 #define MAPLE_ROOT_NODE                 0x02
329 /* maple_type stored bit 3-6 */
330 #define MAPLE_ENODE_TYPE_SHIFT          0x03
331 /* Bit 2 means a NULL somewhere below */
332 #define MAPLE_ENODE_NULL                0x04
333
334 static inline struct maple_enode *mt_mk_node(const struct maple_node *node,
335                                              enum maple_type type)
336 {
337         return (void *)((unsigned long)node |
338                         (type << MAPLE_ENODE_TYPE_SHIFT) | MAPLE_ENODE_NULL);
339 }
340
341 static inline void *mte_mk_root(const struct maple_enode *node)
342 {
343         return (void *)((unsigned long)node | MAPLE_ROOT_NODE);
344 }
345
346 static inline void *mte_safe_root(const struct maple_enode *node)
347 {
348         return (void *)((unsigned long)node & ~MAPLE_ROOT_NODE);
349 }
350
351 static inline void __maybe_unused *mte_set_full(const struct maple_enode *node)
352 {
353         return (void *)((unsigned long)node & ~MAPLE_ENODE_NULL);
354 }
355
356 static inline void __maybe_unused *mte_clear_full(const struct maple_enode *node)
357 {
358         return (void *)((unsigned long)node | MAPLE_ENODE_NULL);
359 }
360
361 static inline bool __maybe_unused mte_has_null(const struct maple_enode *node)
362 {
363         return (unsigned long)node & MAPLE_ENODE_NULL;
364 }
365
366 static __always_inline bool ma_is_root(struct maple_node *node)
367 {
368         return ((unsigned long)node->parent & MA_ROOT_PARENT);
369 }
370
371 static __always_inline bool mte_is_root(const struct maple_enode *node)
372 {
373         return ma_is_root(mte_to_node(node));
374 }
375
376 static inline bool mas_is_root_limits(const struct ma_state *mas)
377 {
378         return !mas->min && mas->max == ULONG_MAX;
379 }
380
381 static __always_inline bool mt_is_alloc(struct maple_tree *mt)
382 {
383         return (mt->ma_flags & MT_FLAGS_ALLOC_RANGE);
384 }
385
386 /*
387  * The Parent Pointer
388  * Excluding root, the parent pointer is 256B aligned like all other tree nodes.
389  * When storing a 32 or 64 bit values, the offset can fit into 5 bits.  The 16
390  * bit values need an extra bit to store the offset.  This extra bit comes from
391  * a reuse of the last bit in the node type.  This is possible by using bit 1 to
392  * indicate if bit 2 is part of the type or the slot.
393  *
394  * Note types:
395  *  0x??1 = Root
396  *  0x?00 = 16 bit nodes
397  *  0x010 = 32 bit nodes
398  *  0x110 = 64 bit nodes
399  *
400  * Slot size and alignment
401  *  0b??1 : Root
402  *  0b?00 : 16 bit values, type in 0-1, slot in 2-7
403  *  0b010 : 32 bit values, type in 0-2, slot in 3-7
404  *  0b110 : 64 bit values, type in 0-2, slot in 3-7
405  */
406
407 #define MAPLE_PARENT_ROOT               0x01
408
409 #define MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT         0x03
410 #define MAPLE_PARENT_SLOT_MASK          0xF8
411
412 #define MAPLE_PARENT_16B_SLOT_SHIFT     0x02
413 #define MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK      0xFC
414
415 #define MAPLE_PARENT_RANGE64            0x06
416 #define MAPLE_PARENT_RANGE32            0x04
417 #define MAPLE_PARENT_NOT_RANGE16        0x02
418
419 /*
420  * mte_parent_shift() - Get the parent shift for the slot storage.
421  * @parent: The parent pointer cast as an unsigned long
422  * Return: The shift into that pointer to the star to of the slot
423  */
424 static inline unsigned long mte_parent_shift(unsigned long parent)
425 {
426         /* Note bit 1 == 0 means 16B */
427         if (likely(parent & MAPLE_PARENT_NOT_RANGE16))
428                 return MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT;
429
430         return MAPLE_PARENT_16B_SLOT_SHIFT;
431 }
432
433 /*
434  * mte_parent_slot_mask() - Get the slot mask for the parent.
435  * @parent: The parent pointer cast as an unsigned long.
436  * Return: The slot mask for that parent.
437  */
438 static inline unsigned long mte_parent_slot_mask(unsigned long parent)
439 {
440         /* Note bit 1 == 0 means 16B */
441         if (likely(parent & MAPLE_PARENT_NOT_RANGE16))
442                 return MAPLE_PARENT_SLOT_MASK;
443
444         return MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK;
445 }
446
447 /*
448  * mas_parent_type() - Return the maple_type of the parent from the stored
449  * parent type.
450  * @mas: The maple state
451  * @enode: The maple_enode to extract the parent's enum
452  * Return: The node->parent maple_type
453  */
454 static inline
455 enum maple_type mas_parent_type(struct ma_state *mas, struct maple_enode *enode)
456 {
457         unsigned long p_type;
458
459         p_type = (unsigned long)mte_to_node(enode)->parent;
460         if (WARN_ON(p_type & MAPLE_PARENT_ROOT))
461                 return 0;
462
463         p_type &= MAPLE_NODE_MASK;
464         p_type &= ~mte_parent_slot_mask(p_type);
465         switch (p_type) {
466         case MAPLE_PARENT_RANGE64: /* or MAPLE_PARENT_ARANGE64 */
467                 if (mt_is_alloc(mas->tree))
468                         return maple_arange_64;
469                 return maple_range_64;
470         }
471
472         return 0;
473 }
474
475 /*
476  * mas_set_parent() - Set the parent node and encode the slot
477  * @mas: The maple state
478  * @enode: The encoded maple node.
479  * @parent: The encoded maple node that is the parent of @enode.
480  * @slot: The slot that @enode resides in @parent.
481  *
482  * Slot number is encoded in the enode->parent bit 3-6 or 2-6, depending on the
483  * parent type.
484  */
485 static inline
486 void mas_set_parent(struct ma_state *mas, struct maple_enode *enode,
487                     const struct maple_enode *parent, unsigned char slot)
488 {
489         unsigned long val = (unsigned long)parent;
490         unsigned long shift;
491         unsigned long type;
492         enum maple_type p_type = mte_node_type(parent);
493
494         MAS_BUG_ON(mas, p_type == maple_dense);
495         MAS_BUG_ON(mas, p_type == maple_leaf_64);
496
497         switch (p_type) {
498         case maple_range_64:
499         case maple_arange_64:
500                 shift = MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT;
501                 type = MAPLE_PARENT_RANGE64;
502                 break;
503         default:
504         case maple_dense:
505         case maple_leaf_64:
506                 shift = type = 0;
507                 break;
508         }
509
510         val &= ~MAPLE_NODE_MASK; /* Clear all node metadata in parent */
511         val |= (slot << shift) | type;
512         mte_to_node(enode)->parent = ma_parent_ptr(val);
513 }
514
515 /*
516  * mte_parent_slot() - get the parent slot of @enode.
517  * @enode: The encoded maple node.
518  *
519  * Return: The slot in the parent node where @enode resides.
520  */
521 static __always_inline
522 unsigned int mte_parent_slot(const struct maple_enode *enode)
523 {
524         unsigned long val = (unsigned long)mte_to_node(enode)->parent;
525
526         if (unlikely(val & MA_ROOT_PARENT))
527                 return 0;
528
529         /*
530          * Okay to use MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK as the last bit will be lost
531          * by shift if the parent shift is MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT
532          */
533         return (val & MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK) >> mte_parent_shift(val);
534 }
535
536 /*
537  * mte_parent() - Get the parent of @node.
538  * @enode: The encoded maple node.
539  *
540  * Return: The parent maple node.
541  */
542 static __always_inline
543 struct maple_node *mte_parent(const struct maple_enode *enode)
544 {
545         return (void *)((unsigned long)
546                         (mte_to_node(enode)->parent) & ~MAPLE_NODE_MASK);
547 }
548
549 /*
550  * ma_dead_node() - check if the @enode is dead.
551  * @enode: The encoded maple node
552  *
553  * Return: true if dead, false otherwise.
554  */
555 static __always_inline bool ma_dead_node(const struct maple_node *node)
556 {
557         struct maple_node *parent;
558
559         /* Do not reorder reads from the node prior to the parent check */
560         smp_rmb();
561         parent = (void *)((unsigned long) node->parent & ~MAPLE_NODE_MASK);
562         return (parent == node);
563 }
564
565 /*
566  * mte_dead_node() - check if the @enode is dead.
567  * @enode: The encoded maple node
568  *
569  * Return: true if dead, false otherwise.
570  */
571 static __always_inline bool mte_dead_node(const struct maple_enode *enode)
572 {
573         struct maple_node *parent, *node;
574
575         node = mte_to_node(enode);
576         /* Do not reorder reads from the node prior to the parent check */
577         smp_rmb();
578         parent = mte_parent(enode);
579         return (parent == node);
580 }
581
582 /*
583  * mas_allocated() - Get the number of nodes allocated in a maple state.
584  * @mas: The maple state
585  *
586  * The ma_state alloc member is overloaded to hold a pointer to the first
587  * allocated node or to the number of requested nodes to allocate.  If bit 0 is
588  * set, then the alloc contains the number of requested nodes.  If there is an
589  * allocated node, then the total allocated nodes is in that node.
590  *
591  * Return: The total number of nodes allocated
592  */
593 static inline unsigned long mas_allocated(const struct ma_state *mas)
594 {
595         if (!mas->alloc || ((unsigned long)mas->alloc & 0x1))
596                 return 0;
597
598         return mas->alloc->total;
599 }
600
601 /*
602  * mas_set_alloc_req() - Set the requested number of allocations.
603  * @mas: the maple state
604  * @count: the number of allocations.
605  *
606  * The requested number of allocations is either in the first allocated node,
607  * located in @mas->alloc->request_count, or directly in @mas->alloc if there is
608  * no allocated node.  Set the request either in the node or do the necessary
609  * encoding to store in @mas->alloc directly.
610  */
611 static inline void mas_set_alloc_req(struct ma_state *mas, unsigned long count)
612 {
613         if (!mas->alloc || ((unsigned long)mas->alloc & 0x1)) {
614                 if (!count)
615                         mas->alloc = NULL;
616                 else
617                         mas->alloc = (struct maple_alloc *)(((count) << 1U) | 1U);
618                 return;
619         }
620
621         mas->alloc->request_count = count;
622 }
623
624 /*
625  * mas_alloc_req() - get the requested number of allocations.
626  * @mas: The maple state
627  *
628  * The alloc count is either stored directly in @mas, or in
629  * @mas->alloc->request_count if there is at least one node allocated.  Decode
630  * the request count if it's stored directly in @mas->alloc.
631  *
632  * Return: The allocation request count.
633  */
634 static inline unsigned int mas_alloc_req(const struct ma_state *mas)
635 {
636         if ((unsigned long)mas->alloc & 0x1)
637                 return (unsigned long)(mas->alloc) >> 1;
638         else if (mas->alloc)
639                 return mas->alloc->request_count;
640         return 0;
641 }
642
643 /*
644  * ma_pivots() - Get a pointer to the maple node pivots.
645  * @node: the maple node
646  * @type: the node type
647  *
648  * In the event of a dead node, this array may be %NULL
649  *
650  * Return: A pointer to the maple node pivots
651  */
652 static inline unsigned long *ma_pivots(struct maple_node *node,
653                                            enum maple_type type)
654 {
655         switch (type) {
656         case maple_arange_64:
657                 return node->ma64.pivot;
658         case maple_range_64:
659         case maple_leaf_64:
660                 return node->mr64.pivot;
661         case maple_dense:
662                 return NULL;
663         }
664         return NULL;
665 }
666
667 /*
668  * ma_gaps() - Get a pointer to the maple node gaps.
669  * @node: the maple node
670  * @type: the node type
671  *
672  * Return: A pointer to the maple node gaps
673  */
674 static inline unsigned long *ma_gaps(struct maple_node *node,
675                                      enum maple_type type)
676 {
677         switch (type) {
678         case maple_arange_64:
679                 return node->ma64.gap;
680         case maple_range_64:
681         case maple_leaf_64:
682         case maple_dense:
683                 return NULL;
684         }
685         return NULL;
686 }
687
688 /*
689  * mas_safe_pivot() - get the pivot at @piv or mas->max.
690  * @mas: The maple state
691  * @pivots: The pointer to the maple node pivots
692  * @piv: The pivot to fetch
693  * @type: The maple node type
694  *
695  * Return: The pivot at @piv within the limit of the @pivots array, @mas->max
696  * otherwise.
697  */
698 static __always_inline unsigned long
699 mas_safe_pivot(const struct ma_state *mas, unsigned long *pivots,
700                unsigned char piv, enum maple_type type)
701 {
702         if (piv >= mt_pivots[type])
703                 return mas->max;
704
705         return pivots[piv];
706 }
707
708 /*
709  * mas_safe_min() - Return the minimum for a given offset.
710  * @mas: The maple state
711  * @pivots: The pointer to the maple node pivots
712  * @offset: The offset into the pivot array
713  *
714  * Return: The minimum range value that is contained in @offset.
715  */
716 static inline unsigned long
717 mas_safe_min(struct ma_state *mas, unsigned long *pivots, unsigned char offset)
718 {
719         if (likely(offset))
720                 return pivots[offset - 1] + 1;
721
722         return mas->min;
723 }
724
725 /*
726  * mte_set_pivot() - Set a pivot to a value in an encoded maple node.
727  * @mn: The encoded maple node
728  * @piv: The pivot offset
729  * @val: The value of the pivot
730  */
731 static inline void mte_set_pivot(struct maple_enode *mn, unsigned char piv,
732                                 unsigned long val)
733 {
734         struct maple_node *node = mte_to_node(mn);
735         enum maple_type type = mte_node_type(mn);
736
737         BUG_ON(piv >= mt_pivots[type]);
738         switch (type) {
739         case maple_range_64:
740         case maple_leaf_64:
741                 node->mr64.pivot[piv] = val;
742                 break;
743         case maple_arange_64:
744                 node->ma64.pivot[piv] = val;
745                 break;
746         case maple_dense:
747                 break;
748         }
749
750 }
751
752 /*
753  * ma_slots() - Get a pointer to the maple node slots.
754  * @mn: The maple node
755  * @mt: The maple node type
756  *
757  * Return: A pointer to the maple node slots
758  */
759 static inline void __rcu **ma_slots(struct maple_node *mn, enum maple_type mt)
760 {
761         switch (mt) {
762         case maple_arange_64:
763                 return mn->ma64.slot;
764         case maple_range_64:
765         case maple_leaf_64:
766                 return mn->mr64.slot;
767         case maple_dense:
768                 return mn->slot;
769         }
770
771         return NULL;
772 }
773
774 static inline bool mt_write_locked(const struct maple_tree *mt)
775 {
776         return mt_external_lock(mt) ? mt_write_lock_is_held(mt) :
777                 lockdep_is_held(&mt->ma_lock);
778 }
779
780 static __always_inline bool mt_locked(const struct maple_tree *mt)
781 {
782         return mt_external_lock(mt) ? mt_lock_is_held(mt) :
783                 lockdep_is_held(&mt->ma_lock);
784 }
785
786 static __always_inline void *mt_slot(const struct maple_tree *mt,
787                 void __rcu **slots, unsigned char offset)
788 {
789         return rcu_dereference_check(slots[offset], mt_locked(mt));
790 }
791
792 static __always_inline void *mt_slot_locked(struct maple_tree *mt,
793                 void __rcu **slots, unsigned char offset)
794 {
795         return rcu_dereference_protected(slots[offset], mt_write_locked(mt));
796 }
797 /*
798  * mas_slot_locked() - Get the slot value when holding the maple tree lock.
799  * @mas: The maple state
800  * @slots: The pointer to the slots
801  * @offset: The offset into the slots array to fetch
802  *
803  * Return: The entry stored in @slots at the @offset.
804  */
805 static __always_inline void *mas_slot_locked(struct ma_state *mas,
806                 void __rcu **slots, unsigned char offset)
807 {
808         return mt_slot_locked(mas->tree, slots, offset);
809 }
810
811 /*
812  * mas_slot() - Get the slot value when not holding the maple tree lock.
813  * @mas: The maple state
814  * @slots: The pointer to the slots
815  * @offset: The offset into the slots array to fetch
816  *
817  * Return: The entry stored in @slots at the @offset
818  */
819 static __always_inline void *mas_slot(struct ma_state *mas, void __rcu **slots,
820                 unsigned char offset)
821 {
822         return mt_slot(mas->tree, slots, offset);
823 }
824
825 /*
826  * mas_root() - Get the maple tree root.
827  * @mas: The maple state.
828  *
829  * Return: The pointer to the root of the tree
830  */
831 static __always_inline void *mas_root(struct ma_state *mas)
832 {
833         return rcu_dereference_check(mas->tree->ma_root, mt_locked(mas->tree));
834 }
835
836 static inline void *mt_root_locked(struct maple_tree *mt)
837 {
838         return rcu_dereference_protected(mt->ma_root, mt_write_locked(mt));
839 }
840
841 /*
842  * mas_root_locked() - Get the maple tree root when holding the maple tree lock.
843  * @mas: The maple state.
844  *
845  * Return: The pointer to the root of the tree
846  */
847 static inline void *mas_root_locked(struct ma_state *mas)
848 {
849         return mt_root_locked(mas->tree);
850 }
851
852 static inline struct maple_metadata *ma_meta(struct maple_node *mn,
853                                              enum maple_type mt)
854 {
855         switch (mt) {
856         case maple_arange_64:
857                 return &mn->ma64.meta;
858         default:
859                 return &mn->mr64.meta;
860         }
861 }
862
863 /*
864  * ma_set_meta() - Set the metadata information of a node.
865  * @mn: The maple node
866  * @mt: The maple node type
867  * @offset: The offset of the highest sub-gap in this node.
868  * @end: The end of the data in this node.
869  */
870 static inline void ma_set_meta(struct maple_node *mn, enum maple_type mt,
871                                unsigned char offset, unsigned char end)
872 {
873         struct maple_metadata *meta = ma_meta(mn, mt);
874
875         meta->gap = offset;
876         meta->end = end;
877 }
878
879 /*
880  * mt_clear_meta() - clear the metadata information of a node, if it exists
881  * @mt: The maple tree
882  * @mn: The maple node
883  * @type: The maple node type
884  */
885 static inline void mt_clear_meta(struct maple_tree *mt, struct maple_node *mn,
886                                   enum maple_type type)
887 {
888         struct maple_metadata *meta;
889         unsigned long *pivots;
890         void __rcu **slots;
891         void *next;
892
893         switch (type) {
894         case maple_range_64:
895                 pivots = mn->mr64.pivot;
896                 if (unlikely(pivots[MAPLE_RANGE64_SLOTS - 2])) {
897                         slots = mn->mr64.slot;
898                         next = mt_slot_locked(mt, slots,
899                                               MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1);
900                         if (unlikely((mte_to_node(next) &&
901                                       mte_node_type(next))))
902                                 return; /* no metadata, could be node */
903                 }
904                 fallthrough;
905         case maple_arange_64:
906                 meta = ma_meta(mn, type);
907                 break;
908         default:
909                 return;
910         }
911
912         meta->gap = 0;
913         meta->end = 0;
914 }
915
916 /*
917  * ma_meta_end() - Get the data end of a node from the metadata
918  * @mn: The maple node
919  * @mt: The maple node type
920  */
921 static inline unsigned char ma_meta_end(struct maple_node *mn,
922                                         enum maple_type mt)
923 {
924         struct maple_metadata *meta = ma_meta(mn, mt);
925
926         return meta->end;
927 }
928
929 /*
930  * ma_meta_gap() - Get the largest gap location of a node from the metadata
931  * @mn: The maple node
932  */
933 static inline unsigned char ma_meta_gap(struct maple_node *mn)
934 {
935         return mn->ma64.meta.gap;
936 }
937
938 /*
939  * ma_set_meta_gap() - Set the largest gap location in a nodes metadata
940  * @mn: The maple node
941  * @mt: The maple node type
942  * @offset: The location of the largest gap.
943  */
944 static inline void ma_set_meta_gap(struct maple_node *mn, enum maple_type mt,
945                                    unsigned char offset)
946 {
947
948         struct maple_metadata *meta = ma_meta(mn, mt);
949
950         meta->gap = offset;
951 }
952
953 /*
954  * mat_add() - Add a @dead_enode to the ma_topiary of a list of dead nodes.
955  * @mat: the ma_topiary, a linked list of dead nodes.
956  * @dead_enode: the node to be marked as dead and added to the tail of the list
957  *
958  * Add the @dead_enode to the linked list in @mat.
959  */
960 static inline void mat_add(struct ma_topiary *mat,
961                            struct maple_enode *dead_enode)
962 {
963         mte_set_node_dead(dead_enode);
964         mte_to_mat(dead_enode)->next = NULL;
965         if (!mat->tail) {
966                 mat->tail = mat->head = dead_enode;
967                 return;
968         }
969
970         mte_to_mat(mat->tail)->next = dead_enode;
971         mat->tail = dead_enode;
972 }
973
974 static void mt_free_walk(struct rcu_head *head);
975 static void mt_destroy_walk(struct maple_enode *enode, struct maple_tree *mt,
976                             bool free);
977 /*
978  * mas_mat_destroy() - Free all nodes and subtrees in a dead list.
979  * @mas: the maple state
980  * @mat: the ma_topiary linked list of dead nodes to free.
981  *
982  * Destroy walk a dead list.
983  */
984 static void mas_mat_destroy(struct ma_state *mas, struct ma_topiary *mat)
985 {
986         struct maple_enode *next;
987         struct maple_node *node;
988         bool in_rcu = mt_in_rcu(mas->tree);
989
990         while (mat->head) {
991                 next = mte_to_mat(mat->head)->next;
992                 node = mte_to_node(mat->head);
993                 mt_destroy_walk(mat->head, mas->tree, !in_rcu);
994                 if (in_rcu)
995                         call_rcu(&node->rcu, mt_free_walk);
996                 mat->head = next;
997         }
998 }
999 /*
1000  * mas_descend() - Descend into the slot stored in the ma_state.
1001  * @mas: the maple state.
1002  *
1003  * Note: Not RCU safe, only use in write side or debug code.
1004  */
1005 static inline void mas_descend(struct ma_state *mas)
1006 {
1007         enum maple_type type;
1008         unsigned long *pivots;
1009         struct maple_node *node;
1010         void __rcu **slots;
1011
1012         node = mas_mn(mas);
1013         type = mte_node_type(mas->node);
1014         pivots = ma_pivots(node, type);
1015         slots = ma_slots(node, type);
1016
1017         if (mas->offset)
1018                 mas->min = pivots[mas->offset - 1] + 1;
1019         mas->max = mas_safe_pivot(mas, pivots, mas->offset, type);
1020         mas->node = mas_slot(mas, slots, mas->offset);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * mte_set_gap() - Set a maple node gap.
1025  * @mn: The encoded maple node
1026  * @gap: The offset of the gap to set
1027  * @val: The gap value
1028  */
1029 static inline void mte_set_gap(const struct maple_enode *mn,
1030                                  unsigned char gap, unsigned long val)
1031 {
1032         switch (mte_node_type(mn)) {
1033         default:
1034                 break;
1035         case maple_arange_64:
1036                 mte_to_node(mn)->ma64.gap[gap] = val;
1037                 break;
1038         }
1039 }
1040
1041 /*
1042  * mas_ascend() - Walk up a level of the tree.
1043  * @mas: The maple state
1044  *
1045  * Sets the @mas->max and @mas->min to the correct values when walking up.  This
1046  * may cause several levels of walking up to find the correct min and max.
1047  * May find a dead node which will cause a premature return.
1048  * Return: 1 on dead node, 0 otherwise
1049  */
1050 static int mas_ascend(struct ma_state *mas)
1051 {
1052         struct maple_enode *p_enode; /* parent enode. */
1053         struct maple_enode *a_enode; /* ancestor enode. */
1054         struct maple_node *a_node; /* ancestor node. */
1055         struct maple_node *p_node; /* parent node. */
1056         unsigned char a_slot;
1057         enum maple_type a_type;
1058         unsigned long min, max;
1059         unsigned long *pivots;
1060         bool set_max = false, set_min = false;
1061
1062         a_node = mas_mn(mas);
1063         if (ma_is_root(a_node)) {
1064                 mas->offset = 0;
1065                 return 0;
1066         }
1067
1068         p_node = mte_parent(mas->node);
1069         if (unlikely(a_node == p_node))
1070                 return 1;
1071
1072         a_type = mas_parent_type(mas, mas->node);
1073         mas->offset = mte_parent_slot(mas->node);
1074         a_enode = mt_mk_node(p_node, a_type);
1075
1076         /* Check to make sure all parent information is still accurate */
1077         if (p_node != mte_parent(mas->node))
1078                 return 1;
1079
1080         mas->node = a_enode;
1081
1082         if (mte_is_root(a_enode)) {
1083                 mas->max = ULONG_MAX;
1084                 mas->min = 0;
1085                 return 0;
1086         }
1087
1088         min = 0;
1089         max = ULONG_MAX;
1090         if (!mas->offset) {
1091                 min = mas->min;
1092                 set_min = true;
1093         }
1094
1095         if (mas->max == ULONG_MAX)
1096                 set_max = true;
1097
1098         do {
1099                 p_enode = a_enode;
1100                 a_type = mas_parent_type(mas, p_enode);
1101                 a_node = mte_parent(p_enode);
1102                 a_slot = mte_parent_slot(p_enode);
1103                 a_enode = mt_mk_node(a_node, a_type);
1104                 pivots = ma_pivots(a_node, a_type);
1105
1106                 if (unlikely(ma_dead_node(a_node)))
1107                         return 1;
1108
1109                 if (!set_min && a_slot) {
1110                         set_min = true;
1111                         min = pivots[a_slot - 1] + 1;
1112                 }
1113
1114                 if (!set_max && a_slot < mt_pivots[a_type]) {
1115                         set_max = true;
1116                         max = pivots[a_slot];
1117                 }
1118
1119                 if (unlikely(ma_dead_node(a_node)))
1120                         return 1;
1121
1122                 if (unlikely(ma_is_root(a_node)))
1123                         break;
1124
1125         } while (!set_min || !set_max);
1126
1127         mas->max = max;
1128         mas->min = min;
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 /*
1133  * mas_pop_node() - Get a previously allocated maple node from the maple state.
1134  * @mas: The maple state
1135  *
1136  * Return: A pointer to a maple node.
1137  */
1138 static inline struct maple_node *mas_pop_node(struct ma_state *mas)
1139 {
1140         struct maple_alloc *ret, *node = mas->alloc;
1141         unsigned long total = mas_allocated(mas);
1142         unsigned int req = mas_alloc_req(mas);
1143
1144         /* nothing or a request pending. */
1145         if (WARN_ON(!total))
1146                 return NULL;
1147
1148         if (total == 1) {
1149                 /* single allocation in this ma_state */
1150                 mas->alloc = NULL;
1151                 ret = node;
1152                 goto single_node;
1153         }
1154
1155         if (node->node_count == 1) {
1156                 /* Single allocation in this node. */
1157                 mas->alloc = node->slot[0];
1158                 mas->alloc->total = node->total - 1;
1159                 ret = node;
1160                 goto new_head;
1161         }
1162         node->total--;
1163         ret = node->slot[--node->node_count];
1164         node->slot[node->node_count] = NULL;
1165
1166 single_node:
1167 new_head:
1168         if (req) {
1169                 req++;
1170                 mas_set_alloc_req(mas, req);
1171         }
1172
1173         memset(ret, 0, sizeof(*ret));
1174         return (struct maple_node *)ret;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * mas_push_node() - Push a node back on the maple state allocation.
1179  * @mas: The maple state
1180  * @used: The used maple node
1181  *
1182  * Stores the maple node back into @mas->alloc for reuse.  Updates allocated and
1183  * requested node count as necessary.
1184  */
1185 static inline void mas_push_node(struct ma_state *mas, struct maple_node *used)
1186 {
1187         struct maple_alloc *reuse = (struct maple_alloc *)used;
1188         struct maple_alloc *head = mas->alloc;
1189         unsigned long count;
1190         unsigned int requested = mas_alloc_req(mas);
1191
1192         count = mas_allocated(mas);
1193
1194         reuse->request_count = 0;
1195         reuse->node_count = 0;
1196         if (count && (head->node_count < MAPLE_ALLOC_SLOTS)) {
1197                 head->slot[head->node_count++] = reuse;
1198                 head->total++;
1199                 goto done;
1200         }
1201
1202         reuse->total = 1;
1203         if ((head) && !((unsigned long)head & 0x1)) {
1204                 reuse->slot[0] = head;
1205                 reuse->node_count = 1;
1206                 reuse->total += head->total;
1207         }
1208
1209         mas->alloc = reuse;
1210 done:
1211         if (requested > 1)
1212                 mas_set_alloc_req(mas, requested - 1);
1213 }
1214
1215 /*
1216  * mas_alloc_nodes() - Allocate nodes into a maple state
1217  * @mas: The maple state
1218  * @gfp: The GFP Flags
1219  */
1220 static inline void mas_alloc_nodes(struct ma_state *mas, gfp_t gfp)
1221 {
1222         struct maple_alloc *node;
1223         unsigned long allocated = mas_allocated(mas);
1224         unsigned int requested = mas_alloc_req(mas);
1225         unsigned int count;
1226         void **slots = NULL;
1227         unsigned int max_req = 0;
1228
1229         if (!requested)
1230                 return;
1231
1232         mas_set_alloc_req(mas, 0);
1233         if (mas->mas_flags & MA_STATE_PREALLOC) {
1234                 if (allocated)
1235                         return;
1236                 BUG_ON(!allocated);
1237                 WARN_ON(!allocated);
1238         }
1239
1240         if (!allocated || mas->alloc->node_count == MAPLE_ALLOC_SLOTS) {
1241                 node = (struct maple_alloc *)mt_alloc_one(gfp);
1242                 if (!node)
1243                         goto nomem_one;
1244
1245                 if (allocated) {
1246                         node->slot[0] = mas->alloc;
1247                         node->node_count = 1;
1248                 } else {
1249                         node->node_count = 0;
1250                 }
1251
1252                 mas->alloc = node;
1253                 node->total = ++allocated;
1254                 requested--;
1255         }
1256
1257         node = mas->alloc;
1258         node->request_count = 0;
1259         while (requested) {
1260                 max_req = MAPLE_ALLOC_SLOTS - node->node_count;
1261                 slots = (void **)&node->slot[node->node_count];
1262                 max_req = min(requested, max_req);
1263                 count = mt_alloc_bulk(gfp, max_req, slots);
1264                 if (!count)
1265                         goto nomem_bulk;
1266
1267                 if (node->node_count == 0) {
1268                         node->slot[0]->node_count = 0;
1269                         node->slot[0]->request_count = 0;
1270                 }
1271
1272                 node->node_count += count;
1273                 allocated += count;
1274                 node = node->slot[0];
1275                 requested -= count;
1276         }
1277         mas->alloc->total = allocated;
1278         return;
1279
1280 nomem_bulk:
1281         /* Clean up potential freed allocations on bulk failure */
1282         memset(slots, 0, max_req * sizeof(unsigned long));
1283 nomem_one:
1284         mas_set_alloc_req(mas, requested);
1285         if (mas->alloc && !(((unsigned long)mas->alloc & 0x1)))
1286                 mas->alloc->total = allocated;
1287         mas_set_err(mas, -ENOMEM);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * mas_free() - Free an encoded maple node
1292  * @mas: The maple state
1293  * @used: The encoded maple node to free.
1294  *
1295  * Uses rcu free if necessary, pushes @used back on the maple state allocations
1296  * otherwise.
1297  */
1298 static inline void mas_free(struct ma_state *mas, struct maple_enode *used)
1299 {
1300         struct maple_node *tmp = mte_to_node(used);
1301
1302         if (mt_in_rcu(mas->tree))
1303                 ma_free_rcu(tmp);
1304         else
1305                 mas_push_node(mas, tmp);
1306 }
1307
1308 /*
1309  * mas_node_count_gfp() - Check if enough nodes are allocated and request more
1310  * if there is not enough nodes.
1311  * @mas: The maple state
1312  * @count: The number of nodes needed
1313  * @gfp: the gfp flags
1314  */
1315 static void mas_node_count_gfp(struct ma_state *mas, int count, gfp_t gfp)
1316 {
1317         unsigned long allocated = mas_allocated(mas);
1318
1319         if (allocated < count) {
1320                 mas_set_alloc_req(mas, count - allocated);
1321                 mas_alloc_nodes(mas, gfp);
1322         }
1323 }
1324
1325 /*
1326  * mas_node_count() - Check if enough nodes are allocated and request more if
1327  * there is not enough nodes.
1328  * @mas: The maple state
1329  * @count: The number of nodes needed
1330  *
1331  * Note: Uses GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN for gfp flags.
1332  */
1333 static void mas_node_count(struct ma_state *mas, int count)
1334 {
1335         return mas_node_count_gfp(mas, count, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * mas_start() - Sets up maple state for operations.
1340  * @mas: The maple state.
1341  *
1342  * If mas->status == mas_start, then set the min, max and depth to
1343  * defaults.
1344  *
1345  * Return:
1346  * - If mas->node is an error or not mas_start, return NULL.
1347  * - If it's an empty tree:     NULL & mas->status == ma_none
1348  * - If it's a single entry:    The entry & mas->status == ma_root
1349  * - If it's a tree:            NULL & mas->status == ma_active
1350  */
1351 static inline struct maple_enode *mas_start(struct ma_state *mas)
1352 {
1353         if (likely(mas_is_start(mas))) {
1354                 struct maple_enode *root;
1355
1356                 mas->min = 0;
1357                 mas->max = ULONG_MAX;
1358
1359 retry:
1360                 mas->depth = 0;
1361                 root = mas_root(mas);
1362                 /* Tree with nodes */
1363                 if (likely(xa_is_node(root))) {
1364                         mas->depth = 1;
1365                         mas->status = ma_active;
1366                         mas->node = mte_safe_root(root);
1367                         mas->offset = 0;
1368                         if (mte_dead_node(mas->node))
1369                                 goto retry;
1370
1371                         return NULL;
1372                 }
1373
1374                 mas->node = NULL;
1375                 /* empty tree */
1376                 if (unlikely(!root)) {
1377                         mas->status = ma_none;
1378                         mas->offset = MAPLE_NODE_SLOTS;
1379                         return NULL;
1380                 }
1381
1382                 /* Single entry tree */
1383                 mas->status = ma_root;
1384                 mas->offset = MAPLE_NODE_SLOTS;
1385
1386                 /* Single entry tree. */
1387                 if (mas->index > 0)
1388                         return NULL;
1389
1390                 return root;
1391         }
1392
1393         return NULL;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * ma_data_end() - Find the end of the data in a node.
1398  * @node: The maple node
1399  * @type: The maple node type
1400  * @pivots: The array of pivots in the node
1401  * @max: The maximum value in the node
1402  *
1403  * Uses metadata to find the end of the data when possible.
1404  * Return: The zero indexed last slot with data (may be null).
1405  */
1406 static __always_inline unsigned char ma_data_end(struct maple_node *node,
1407                 enum maple_type type, unsigned long *pivots, unsigned long max)
1408 {
1409         unsigned char offset;
1410
1411         if (!pivots)
1412                 return 0;
1413
1414         if (type == maple_arange_64)
1415                 return ma_meta_end(node, type);
1416
1417         offset = mt_pivots[type] - 1;
1418         if (likely(!pivots[offset]))
1419                 return ma_meta_end(node, type);
1420
1421         if (likely(pivots[offset] == max))
1422                 return offset;
1423
1424         return mt_pivots[type];
1425 }
1426
1427 /*
1428  * mas_data_end() - Find the end of the data (slot).
1429  * @mas: the maple state
1430  *
1431  * This method is optimized to check the metadata of a node if the node type
1432  * supports data end metadata.
1433  *
1434  * Return: The zero indexed last slot with data (may be null).
1435  */
1436 static inline unsigned char mas_data_end(struct ma_state *mas)
1437 {
1438         enum maple_type type;
1439         struct maple_node *node;
1440         unsigned char offset;
1441         unsigned long *pivots;
1442
1443         type = mte_node_type(mas->node);
1444         node = mas_mn(mas);
1445         if (type == maple_arange_64)
1446                 return ma_meta_end(node, type);
1447
1448         pivots = ma_pivots(node, type);
1449         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
1450                 return 0;
1451
1452         offset = mt_pivots[type] - 1;
1453         if (likely(!pivots[offset]))
1454                 return ma_meta_end(node, type);
1455
1456         if (likely(pivots[offset] == mas->max))
1457                 return offset;
1458
1459         return mt_pivots[type];
1460 }
1461
1462 /*
1463  * mas_leaf_max_gap() - Returns the largest gap in a leaf node
1464  * @mas: the maple state
1465  *
1466  * Return: The maximum gap in the leaf.
1467  */
1468 static unsigned long mas_leaf_max_gap(struct ma_state *mas)
1469 {
1470         enum maple_type mt;
1471         unsigned long pstart, gap, max_gap;
1472         struct maple_node *mn;
1473         unsigned long *pivots;
1474         void __rcu **slots;
1475         unsigned char i;
1476         unsigned char max_piv;
1477
1478         mt = mte_node_type(mas->node);
1479         mn = mas_mn(mas);
1480         slots = ma_slots(mn, mt);
1481         max_gap = 0;
1482         if (unlikely(ma_is_dense(mt))) {
1483                 gap = 0;
1484                 for (i = 0; i < mt_slots[mt]; i++) {
1485                         if (slots[i]) {
1486                                 if (gap > max_gap)
1487                                         max_gap = gap;
1488                                 gap = 0;
1489                         } else {
1490                                 gap++;
1491                         }
1492                 }
1493                 if (gap > max_gap)
1494                         max_gap = gap;
1495                 return max_gap;
1496         }
1497
1498         /*
1499          * Check the first implied pivot optimizes the loop below and slot 1 may
1500          * be skipped if there is a gap in slot 0.
1501          */
1502         pivots = ma_pivots(mn, mt);
1503         if (likely(!slots[0])) {
1504                 max_gap = pivots[0] - mas->min + 1;
1505                 i = 2;
1506         } else {
1507                 i = 1;
1508         }
1509
1510         /* reduce max_piv as the special case is checked before the loop */
1511         max_piv = ma_data_end(mn, mt, pivots, mas->max) - 1;
1512         /*
1513          * Check end implied pivot which can only be a gap on the right most
1514          * node.
1515          */
1516         if (unlikely(mas->max == ULONG_MAX) && !slots[max_piv + 1]) {
1517                 gap = ULONG_MAX - pivots[max_piv];
1518                 if (gap > max_gap)
1519                         max_gap = gap;
1520
1521                 if (max_gap > pivots[max_piv] - mas->min)
1522                         return max_gap;
1523         }
1524
1525         for (; i <= max_piv; i++) {
1526                 /* data == no gap. */
1527                 if (likely(slots[i]))
1528                         continue;
1529
1530                 pstart = pivots[i - 1];
1531                 gap = pivots[i] - pstart;
1532                 if (gap > max_gap)
1533                         max_gap = gap;
1534
1535                 /* There cannot be two gaps in a row. */
1536                 i++;
1537         }
1538         return max_gap;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * ma_max_gap() - Get the maximum gap in a maple node (non-leaf)
1543  * @node: The maple node
1544  * @gaps: The pointer to the gaps
1545  * @mt: The maple node type
1546  * @off: Pointer to store the offset location of the gap.
1547  *
1548  * Uses the metadata data end to scan backwards across set gaps.
1549  *
1550  * Return: The maximum gap value
1551  */
1552 static inline unsigned long
1553 ma_max_gap(struct maple_node *node, unsigned long *gaps, enum maple_type mt,
1554             unsigned char *off)
1555 {
1556         unsigned char offset, i;
1557         unsigned long max_gap = 0;
1558
1559         i = offset = ma_meta_end(node, mt);
1560         do {
1561                 if (gaps[i] > max_gap) {
1562                         max_gap = gaps[i];
1563                         offset = i;
1564                 }
1565         } while (i--);
1566
1567         *off = offset;
1568         return max_gap;
1569 }
1570
1571 /*
1572  * mas_max_gap() - find the largest gap in a non-leaf node and set the slot.
1573  * @mas: The maple state.
1574  *
1575  * Return: The gap value.
1576  */
1577 static inline unsigned long mas_max_gap(struct ma_state *mas)
1578 {
1579         unsigned long *gaps;
1580         unsigned char offset;
1581         enum maple_type mt;
1582         struct maple_node *node;
1583
1584         mt = mte_node_type(mas->node);
1585         if (ma_is_leaf(mt))
1586                 return mas_leaf_max_gap(mas);
1587
1588         node = mas_mn(mas);
1589         MAS_BUG_ON(mas, mt != maple_arange_64);
1590         offset = ma_meta_gap(node);
1591         gaps = ma_gaps(node, mt);
1592         return gaps[offset];
1593 }
1594
1595 /*
1596  * mas_parent_gap() - Set the parent gap and any gaps above, as needed
1597  * @mas: The maple state
1598  * @offset: The gap offset in the parent to set
1599  * @new: The new gap value.
1600  *
1601  * Set the parent gap then continue to set the gap upwards, using the metadata
1602  * of the parent to see if it is necessary to check the node above.
1603  */
1604 static inline void mas_parent_gap(struct ma_state *mas, unsigned char offset,
1605                 unsigned long new)
1606 {
1607         unsigned long meta_gap = 0;
1608         struct maple_node *pnode;
1609         struct maple_enode *penode;
1610         unsigned long *pgaps;
1611         unsigned char meta_offset;
1612         enum maple_type pmt;
1613
1614         pnode = mte_parent(mas->node);
1615         pmt = mas_parent_type(mas, mas->node);
1616         penode = mt_mk_node(pnode, pmt);
1617         pgaps = ma_gaps(pnode, pmt);
1618
1619 ascend:
1620         MAS_BUG_ON(mas, pmt != maple_arange_64);
1621         meta_offset = ma_meta_gap(pnode);
1622         meta_gap = pgaps[meta_offset];
1623
1624         pgaps[offset] = new;
1625
1626         if (meta_gap == new)
1627                 return;
1628
1629         if (offset != meta_offset) {
1630                 if (meta_gap > new)
1631                         return;
1632
1633                 ma_set_meta_gap(pnode, pmt, offset);
1634         } else if (new < meta_gap) {
1635                 new = ma_max_gap(pnode, pgaps, pmt, &meta_offset);
1636                 ma_set_meta_gap(pnode, pmt, meta_offset);
1637         }
1638
1639         if (ma_is_root(pnode))
1640                 return;
1641
1642         /* Go to the parent node. */
1643         pnode = mte_parent(penode);
1644         pmt = mas_parent_type(mas, penode);
1645         pgaps = ma_gaps(pnode, pmt);
1646         offset = mte_parent_slot(penode);
1647         penode = mt_mk_node(pnode, pmt);
1648         goto ascend;
1649 }
1650
1651 /*
1652  * mas_update_gap() - Update a nodes gaps and propagate up if necessary.
1653  * @mas: the maple state.
1654  */
1655 static inline void mas_update_gap(struct ma_state *mas)
1656 {
1657         unsigned char pslot;
1658         unsigned long p_gap;
1659         unsigned long max_gap;
1660
1661         if (!mt_is_alloc(mas->tree))
1662                 return;
1663
1664         if (mte_is_root(mas->node))
1665                 return;
1666
1667         max_gap = mas_max_gap(mas);
1668
1669         pslot = mte_parent_slot(mas->node);
1670         p_gap = ma_gaps(mte_parent(mas->node),
1671                         mas_parent_type(mas, mas->node))[pslot];
1672
1673         if (p_gap != max_gap)
1674                 mas_parent_gap(mas, pslot, max_gap);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * mas_adopt_children() - Set the parent pointer of all nodes in @parent to
1679  * @parent with the slot encoded.
1680  * @mas: the maple state (for the tree)
1681  * @parent: the maple encoded node containing the children.
1682  */
1683 static inline void mas_adopt_children(struct ma_state *mas,
1684                 struct maple_enode *parent)
1685 {
1686         enum maple_type type = mte_node_type(parent);
1687         struct maple_node *node = mte_to_node(parent);
1688         void __rcu **slots = ma_slots(node, type);
1689         unsigned long *pivots = ma_pivots(node, type);
1690         struct maple_enode *child;
1691         unsigned char offset;
1692
1693         offset = ma_data_end(node, type, pivots, mas->max);
1694         do {
1695                 child = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
1696                 mas_set_parent(mas, child, parent, offset);
1697         } while (offset--);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * mas_put_in_tree() - Put a new node in the tree, smp_wmb(), and mark the old
1702  * node as dead.
1703  * @mas: the maple state with the new node
1704  * @old_enode: The old maple encoded node to replace.
1705  */
1706 static inline void mas_put_in_tree(struct ma_state *mas,
1707                 struct maple_enode *old_enode)
1708         __must_hold(mas->tree->ma_lock)
1709 {
1710         unsigned char offset;
1711         void __rcu **slots;
1712
1713         if (mte_is_root(mas->node)) {
1714                 mas_mn(mas)->parent = ma_parent_ptr(mas_tree_parent(mas));
1715                 rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, mte_mk_root(mas->node));
1716                 mas_set_height(mas);
1717         } else {
1718
1719                 offset = mte_parent_slot(mas->node);
1720                 slots = ma_slots(mte_parent(mas->node),
1721                                  mas_parent_type(mas, mas->node));
1722                 rcu_assign_pointer(slots[offset], mas->node);
1723         }
1724
1725         mte_set_node_dead(old_enode);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * mas_replace_node() - Replace a node by putting it in the tree, marking it
1730  * dead, and freeing it.
1731  * the parent encoding to locate the maple node in the tree.
1732  * @mas: the ma_state with @mas->node pointing to the new node.
1733  * @old_enode: The old maple encoded node.
1734  */
1735 static inline void mas_replace_node(struct ma_state *mas,
1736                 struct maple_enode *old_enode)
1737         __must_hold(mas->tree->ma_lock)
1738 {
1739         mas_put_in_tree(mas, old_enode);
1740         mas_free(mas, old_enode);
1741 }
1742
1743 /*
1744  * mas_find_child() - Find a child who has the parent @mas->node.
1745  * @mas: the maple state with the parent.
1746  * @child: the maple state to store the child.
1747  */
1748 static inline bool mas_find_child(struct ma_state *mas, struct ma_state *child)
1749         __must_hold(mas->tree->ma_lock)
1750 {
1751         enum maple_type mt;
1752         unsigned char offset;
1753         unsigned char end;
1754         unsigned long *pivots;
1755         struct maple_enode *entry;
1756         struct maple_node *node;
1757         void __rcu **slots;
1758
1759         mt = mte_node_type(mas->node);
1760         node = mas_mn(mas);
1761         slots = ma_slots(node, mt);
1762         pivots = ma_pivots(node, mt);
1763         end = ma_data_end(node, mt, pivots, mas->max);
1764         for (offset = mas->offset; offset <= end; offset++) {
1765                 entry = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
1766                 if (mte_parent(entry) == node) {
1767                         *child = *mas;
1768                         mas->offset = offset + 1;
1769                         child->offset = offset;
1770                         mas_descend(child);
1771                         child->offset = 0;
1772                         return true;
1773                 }
1774         }
1775         return false;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * mab_shift_right() - Shift the data in mab right. Note, does not clean out the
1780  * old data or set b_node->b_end.
1781  * @b_node: the maple_big_node
1782  * @shift: the shift count
1783  */
1784 static inline void mab_shift_right(struct maple_big_node *b_node,
1785                                  unsigned char shift)
1786 {
1787         unsigned long size = b_node->b_end * sizeof(unsigned long);
1788
1789         memmove(b_node->pivot + shift, b_node->pivot, size);
1790         memmove(b_node->slot + shift, b_node->slot, size);
1791         if (b_node->type == maple_arange_64)
1792                 memmove(b_node->gap + shift, b_node->gap, size);
1793 }
1794
1795 /*
1796  * mab_middle_node() - Check if a middle node is needed (unlikely)
1797  * @b_node: the maple_big_node that contains the data.
1798  * @split: the potential split location
1799  * @slot_count: the size that can be stored in a single node being considered.
1800  *
1801  * Return: true if a middle node is required.
1802  */
1803 static inline bool mab_middle_node(struct maple_big_node *b_node, int split,
1804                                    unsigned char slot_count)
1805 {
1806         unsigned char size = b_node->b_end;
1807
1808         if (size >= 2 * slot_count)
1809                 return true;
1810
1811         if (!b_node->slot[split] && (size >= 2 * slot_count - 1))
1812                 return true;
1813
1814         return false;
1815 }
1816
1817 /*
1818  * mab_no_null_split() - ensure the split doesn't fall on a NULL
1819  * @b_node: the maple_big_node with the data
1820  * @split: the suggested split location
1821  * @slot_count: the number of slots in the node being considered.
1822  *
1823  * Return: the split location.
1824  */
1825 static inline int mab_no_null_split(struct maple_big_node *b_node,
1826                                     unsigned char split, unsigned char slot_count)
1827 {
1828         if (!b_node->slot[split]) {
1829                 /*
1830                  * If the split is less than the max slot && the right side will
1831                  * still be sufficient, then increment the split on NULL.
1832                  */
1833                 if ((split < slot_count - 1) &&
1834                     (b_node->b_end - split) > (mt_min_slots[b_node->type]))
1835                         split++;
1836                 else
1837                         split--;
1838         }
1839         return split;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * mab_calc_split() - Calculate the split location and if there needs to be two
1844  * splits.
1845  * @mas: The maple state
1846  * @bn: The maple_big_node with the data
1847  * @mid_split: The second split, if required.  0 otherwise.
1848  *
1849  * Return: The first split location.  The middle split is set in @mid_split.
1850  */
1851 static inline int mab_calc_split(struct ma_state *mas,
1852          struct maple_big_node *bn, unsigned char *mid_split, unsigned long min)
1853 {
1854         unsigned char b_end = bn->b_end;
1855         int split = b_end / 2; /* Assume equal split. */
1856         unsigned char slot_min, slot_count = mt_slots[bn->type];
1857
1858         /*
1859          * To support gap tracking, all NULL entries are kept together and a node cannot
1860          * end on a NULL entry, with the exception of the left-most leaf.  The
1861          * limitation means that the split of a node must be checked for this condition
1862          * and be able to put more data in one direction or the other.
1863          */
1864         if (unlikely((mas->mas_flags & MA_STATE_BULK))) {
1865                 *mid_split = 0;
1866                 split = b_end - mt_min_slots[bn->type];
1867
1868                 if (!ma_is_leaf(bn->type))
1869                         return split;
1870
1871                 mas->mas_flags |= MA_STATE_REBALANCE;
1872                 if (!bn->slot[split])
1873                         split--;
1874                 return split;
1875         }
1876
1877         /*
1878          * Although extremely rare, it is possible to enter what is known as the 3-way
1879          * split scenario.  The 3-way split comes about by means of a store of a range
1880          * that overwrites the end and beginning of two full nodes.  The result is a set
1881          * of entries that cannot be stored in 2 nodes.  Sometimes, these two nodes can
1882          * also be located in different parent nodes which are also full.  This can
1883          * carry upwards all the way to the root in the worst case.
1884          */
1885         if (unlikely(mab_middle_node(bn, split, slot_count))) {
1886                 split = b_end / 3;
1887                 *mid_split = split * 2;
1888         } else {
1889                 slot_min = mt_min_slots[bn->type];
1890
1891                 *mid_split = 0;
1892                 /*
1893                  * Avoid having a range less than the slot count unless it
1894                  * causes one node to be deficient.
1895                  * NOTE: mt_min_slots is 1 based, b_end and split are zero.
1896                  */
1897                 while ((split < slot_count - 1) &&
1898                        ((bn->pivot[split] - min) < slot_count - 1) &&
1899                        (b_end - split > slot_min))
1900                         split++;
1901         }
1902
1903         /* Avoid ending a node on a NULL entry */
1904         split = mab_no_null_split(bn, split, slot_count);
1905
1906         if (unlikely(*mid_split))
1907                 *mid_split = mab_no_null_split(bn, *mid_split, slot_count);
1908
1909         return split;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * mas_mab_cp() - Copy data from a maple state inclusively to a maple_big_node
1914  * and set @b_node->b_end to the next free slot.
1915  * @mas: The maple state
1916  * @mas_start: The starting slot to copy
1917  * @mas_end: The end slot to copy (inclusively)
1918  * @b_node: The maple_big_node to place the data
1919  * @mab_start: The starting location in maple_big_node to store the data.
1920  */
1921 static inline void mas_mab_cp(struct ma_state *mas, unsigned char mas_start,
1922                         unsigned char mas_end, struct maple_big_node *b_node,
1923                         unsigned char mab_start)
1924 {
1925         enum maple_type mt;
1926         struct maple_node *node;
1927         void __rcu **slots;
1928         unsigned long *pivots, *gaps;
1929         int i = mas_start, j = mab_start;
1930         unsigned char piv_end;
1931
1932         node = mas_mn(mas);
1933         mt = mte_node_type(mas->node);
1934         pivots = ma_pivots(node, mt);
1935         if (!i) {
1936                 b_node->pivot[j] = pivots[i++];
1937                 if (unlikely(i > mas_end))
1938                         goto complete;
1939                 j++;
1940         }
1941
1942         piv_end = min(mas_end, mt_pivots[mt]);
1943         for (; i < piv_end; i++, j++) {
1944                 b_node->pivot[j] = pivots[i];
1945                 if (unlikely(!b_node->pivot[j]))
1946                         break;
1947
1948                 if (unlikely(mas->max == b_node->pivot[j]))
1949                         goto complete;
1950         }
1951
1952         if (likely(i <= mas_end))
1953                 b_node->pivot[j] = mas_safe_pivot(mas, pivots, i, mt);
1954
1955 complete:
1956         b_node->b_end = ++j;
1957         j -= mab_start;
1958         slots = ma_slots(node, mt);
1959         memcpy(b_node->slot + mab_start, slots + mas_start, sizeof(void *) * j);
1960         if (!ma_is_leaf(mt) && mt_is_alloc(mas->tree)) {
1961                 gaps = ma_gaps(node, mt);
1962                 memcpy(b_node->gap + mab_start, gaps + mas_start,
1963                        sizeof(unsigned long) * j);
1964         }
1965 }
1966
1967 /*
1968  * mas_leaf_set_meta() - Set the metadata of a leaf if possible.
1969  * @node: The maple node
1970  * @mt: The maple type
1971  * @end: The node end
1972  */
1973 static inline void mas_leaf_set_meta(struct maple_node *node,
1974                 enum maple_type mt, unsigned char end)
1975 {
1976         if (end < mt_slots[mt] - 1)
1977                 ma_set_meta(node, mt, 0, end);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * mab_mas_cp() - Copy data from maple_big_node to a maple encoded node.
1982  * @b_node: the maple_big_node that has the data
1983  * @mab_start: the start location in @b_node.
1984  * @mab_end: The end location in @b_node (inclusively)
1985  * @mas: The maple state with the maple encoded node.
1986  */
1987 static inline void mab_mas_cp(struct maple_big_node *b_node,
1988                               unsigned char mab_start, unsigned char mab_end,
1989                               struct ma_state *mas, bool new_max)
1990 {
1991         int i, j = 0;
1992         enum maple_type mt = mte_node_type(mas->node);
1993         struct maple_node *node = mte_to_node(mas->node);
1994         void __rcu **slots = ma_slots(node, mt);
1995         unsigned long *pivots = ma_pivots(node, mt);
1996         unsigned long *gaps = NULL;
1997         unsigned char end;
1998
1999         if (mab_end - mab_start > mt_pivots[mt])
2000                 mab_end--;
2001
2002         if (!pivots[mt_pivots[mt] - 1])
2003                 slots[mt_pivots[mt]] = NULL;
2004
2005         i = mab_start;
2006         do {
2007                 pivots[j++] = b_node->pivot[i++];
2008         } while (i <= mab_end && likely(b_node->pivot[i]));
2009
2010         memcpy(slots, b_node->slot + mab_start,
2011                sizeof(void *) * (i - mab_start));
2012
2013         if (new_max)
2014                 mas->max = b_node->pivot[i - 1];
2015
2016         end = j - 1;
2017         if (likely(!ma_is_leaf(mt) && mt_is_alloc(mas->tree))) {
2018                 unsigned long max_gap = 0;
2019                 unsigned char offset = 0;
2020
2021                 gaps = ma_gaps(node, mt);
2022                 do {
2023                         gaps[--j] = b_node->gap[--i];
2024                         if (gaps[j] > max_gap) {
2025                                 offset = j;
2026                                 max_gap = gaps[j];
2027                         }
2028                 } while (j);
2029
2030                 ma_set_meta(node, mt, offset, end);
2031         } else {
2032                 mas_leaf_set_meta(node, mt, end);
2033         }
2034 }
2035
2036 /*
2037  * mas_bulk_rebalance() - Rebalance the end of a tree after a bulk insert.
2038  * @mas: The maple state
2039  * @end: The maple node end
2040  * @mt: The maple node type
2041  */
2042 static inline void mas_bulk_rebalance(struct ma_state *mas, unsigned char end,
2043                                       enum maple_type mt)
2044 {
2045         if (!(mas->mas_flags & MA_STATE_BULK))
2046                 return;
2047
2048         if (mte_is_root(mas->node))
2049                 return;
2050
2051         if (end > mt_min_slots[mt]) {
2052                 mas->mas_flags &= ~MA_STATE_REBALANCE;
2053                 return;
2054         }
2055 }
2056
2057 /*
2058  * mas_store_b_node() - Store an @entry into the b_node while also copying the
2059  * data from a maple encoded node.
2060  * @wr_mas: the maple write state
2061  * @b_node: the maple_big_node to fill with data
2062  * @offset_end: the offset to end copying
2063  *
2064  * Return: The actual end of the data stored in @b_node
2065  */
2066 static noinline_for_kasan void mas_store_b_node(struct ma_wr_state *wr_mas,
2067                 struct maple_big_node *b_node, unsigned char offset_end)
2068 {
2069         unsigned char slot;
2070         unsigned char b_end;
2071         /* Possible underflow of piv will wrap back to 0 before use. */
2072         unsigned long piv;
2073         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
2074
2075         b_node->type = wr_mas->type;
2076         b_end = 0;
2077         slot = mas->offset;
2078         if (slot) {
2079                 /* Copy start data up to insert. */
2080                 mas_mab_cp(mas, 0, slot - 1, b_node, 0);
2081                 b_end = b_node->b_end;
2082                 piv = b_node->pivot[b_end - 1];
2083         } else
2084                 piv = mas->min - 1;
2085
2086         if (piv + 1 < mas->index) {
2087                 /* Handle range starting after old range */
2088                 b_node->slot[b_end] = wr_mas->content;
2089                 if (!wr_mas->content)
2090                         b_node->gap[b_end] = mas->index - 1 - piv;
2091                 b_node->pivot[b_end++] = mas->index - 1;
2092         }
2093
2094         /* Store the new entry. */
2095         mas->offset = b_end;
2096         b_node->slot[b_end] = wr_mas->entry;
2097         b_node->pivot[b_end] = mas->last;
2098
2099         /* Appended. */
2100         if (mas->last >= mas->max)
2101                 goto b_end;
2102
2103         /* Handle new range ending before old range ends */
2104         piv = mas_safe_pivot(mas, wr_mas->pivots, offset_end, wr_mas->type);
2105         if (piv > mas->last) {
2106                 if (piv == ULONG_MAX)
2107                         mas_bulk_rebalance(mas, b_node->b_end, wr_mas->type);
2108
2109                 if (offset_end != slot)
2110                         wr_mas->content = mas_slot_locked(mas, wr_mas->slots,
2111                                                           offset_end);
2112
2113                 b_node->slot[++b_end] = wr_mas->content;
2114                 if (!wr_mas->content)
2115                         b_node->gap[b_end] = piv - mas->last + 1;
2116                 b_node->pivot[b_end] = piv;
2117         }
2118
2119         slot = offset_end + 1;
2120         if (slot > mas->end)
2121                 goto b_end;
2122
2123         /* Copy end data to the end of the node. */
2124         mas_mab_cp(mas, slot, mas->end + 1, b_node, ++b_end);
2125         b_node->b_end--;
2126         return;
2127
2128 b_end:
2129         b_node->b_end = b_end;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * mas_prev_sibling() - Find the previous node with the same parent.
2134  * @mas: the maple state
2135  *
2136  * Return: True if there is a previous sibling, false otherwise.
2137  */
2138 static inline bool mas_prev_sibling(struct ma_state *mas)
2139 {
2140         unsigned int p_slot = mte_parent_slot(mas->node);
2141
2142         if (mte_is_root(mas->node))
2143                 return false;
2144
2145         if (!p_slot)
2146                 return false;
2147
2148         mas_ascend(mas);
2149         mas->offset = p_slot - 1;
2150         mas_descend(mas);
2151         return true;
2152 }
2153
2154 /*
2155  * mas_next_sibling() - Find the next node with the same parent.
2156  * @mas: the maple state
2157  *
2158  * Return: true if there is a next sibling, false otherwise.
2159  */
2160 static inline bool mas_next_sibling(struct ma_state *mas)
2161 {
2162         MA_STATE(parent, mas->tree, mas->index, mas->last);
2163
2164         if (mte_is_root(mas->node))
2165                 return false;
2166
2167         parent = *mas;
2168         mas_ascend(&parent);
2169         parent.offset = mte_parent_slot(mas->node) + 1;
2170         if (parent.offset > mas_data_end(&parent))
2171                 return false;
2172
2173         *mas = parent;
2174         mas_descend(mas);
2175         return true;
2176 }
2177
2178 /*
2179  * mas_node_or_none() - Set the enode and state.
2180  * @mas: the maple state
2181  * @enode: The encoded maple node.
2182  *
2183  * Set the node to the enode and the status.
2184  */
2185 static inline void mas_node_or_none(struct ma_state *mas,
2186                 struct maple_enode *enode)
2187 {
2188         if (enode) {
2189                 mas->node = enode;
2190                 mas->status = ma_active;
2191         } else {
2192                 mas->node = NULL;
2193                 mas->status = ma_none;
2194         }
2195 }
2196
2197 /*
2198  * mas_wr_node_walk() - Find the correct offset for the index in the @mas.
2199  * @wr_mas: The maple write state
2200  *
2201  * Uses mas_slot_locked() and does not need to worry about dead nodes.
2202  */
2203 static inline void mas_wr_node_walk(struct ma_wr_state *wr_mas)
2204 {
2205         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
2206         unsigned char count, offset;
2207
2208         if (unlikely(ma_is_dense(wr_mas->type))) {
2209                 wr_mas->r_max = wr_mas->r_min = mas->index;
2210                 mas->offset = mas->index = mas->min;
2211                 return;
2212         }
2213
2214         wr_mas->node = mas_mn(wr_mas->mas);
2215         wr_mas->pivots = ma_pivots(wr_mas->node, wr_mas->type);
2216         count = mas->end = ma_data_end(wr_mas->node, wr_mas->type,
2217                                        wr_mas->pivots, mas->max);
2218         offset = mas->offset;
2219
2220         while (offset < count && mas->index > wr_mas->pivots[offset])
2221                 offset++;
2222
2223         wr_mas->r_max = offset < count ? wr_mas->pivots[offset] : mas->max;
2224         wr_mas->r_min = mas_safe_min(mas, wr_mas->pivots, offset);
2225         wr_mas->offset_end = mas->offset = offset;
2226 }
2227
2228 /*
2229  * mast_rebalance_next() - Rebalance against the next node
2230  * @mast: The maple subtree state
2231  */
2232 static inline void mast_rebalance_next(struct maple_subtree_state *mast)
2233 {
2234         unsigned char b_end = mast->bn->b_end;
2235
2236         mas_mab_cp(mast->orig_r, 0, mt_slot_count(mast->orig_r->node),
2237                    mast->bn, b_end);
2238         mast->orig_r->last = mast->orig_r->max;
2239 }
2240
2241 /*
2242  * mast_rebalance_prev() - Rebalance against the previous node
2243  * @mast: The maple subtree state
2244  */
2245 static inline void mast_rebalance_prev(struct maple_subtree_state *mast)
2246 {
2247         unsigned char end = mas_data_end(mast->orig_l) + 1;
2248         unsigned char b_end = mast->bn->b_end;
2249
2250         mab_shift_right(mast->bn, end);
2251         mas_mab_cp(mast->orig_l, 0, end - 1, mast->bn, 0);
2252         mast->l->min = mast->orig_l->min;
2253         mast->orig_l->index = mast->orig_l->min;
2254         mast->bn->b_end = end + b_end;
2255         mast->l->offset += end;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * mast_spanning_rebalance() - Rebalance nodes with nearest neighbour favouring
2260  * the node to the right.  Checking the nodes to the right then the left at each
2261  * level upwards until root is reached.
2262  * Data is copied into the @mast->bn.
2263  * @mast: The maple_subtree_state.
2264  */
2265 static inline
2266 bool mast_spanning_rebalance(struct maple_subtree_state *mast)
2267 {
2268         struct ma_state r_tmp = *mast->orig_r;
2269         struct ma_state l_tmp = *mast->orig_l;
2270         unsigned char depth = 0;
2271
2272         do {
2273                 mas_ascend(mast->orig_r);
2274                 mas_ascend(mast->orig_l);
2275                 depth++;
2276                 if (mast->orig_r->offset < mas_data_end(mast->orig_r)) {
2277                         mast->orig_r->offset++;
2278                         do {
2279                                 mas_descend(mast->orig_r);
2280                                 mast->orig_r->offset = 0;
2281                         } while (--depth);
2282
2283                         mast_rebalance_next(mast);
2284                         *mast->orig_l = l_tmp;
2285                         return true;
2286                 } else if (mast->orig_l->offset != 0) {
2287                         mast->orig_l->offset--;
2288                         do {
2289                                 mas_descend(mast->orig_l);
2290                                 mast->orig_l->offset =
2291                                         mas_data_end(mast->orig_l);
2292                         } while (--depth);
2293
2294                         mast_rebalance_prev(mast);
2295                         *mast->orig_r = r_tmp;
2296                         return true;
2297                 }
2298         } while (!mte_is_root(mast->orig_r->node));
2299
2300         *mast->orig_r = r_tmp;
2301         *mast->orig_l = l_tmp;
2302         return false;
2303 }
2304
2305 /*
2306  * mast_ascend() - Ascend the original left and right maple states.
2307  * @mast: the maple subtree state.
2308  *
2309  * Ascend the original left and right sides.  Set the offsets to point to the
2310  * data already in the new tree (@mast->l and @mast->r).
2311  */
2312 static inline void mast_ascend(struct maple_subtree_state *mast)
2313 {
2314         MA_WR_STATE(wr_mas, mast->orig_r,  NULL);
2315         mas_ascend(mast->orig_l);
2316         mas_ascend(mast->orig_r);
2317
2318         mast->orig_r->offset = 0;
2319         mast->orig_r->index = mast->r->max;
2320         /* last should be larger than or equal to index */
2321         if (mast->orig_r->last < mast->orig_r->index)
2322                 mast->orig_r->last = mast->orig_r->index;
2323
2324         wr_mas.type = mte_node_type(mast->orig_r->node);
2325         mas_wr_node_walk(&wr_mas);
2326         /* Set up the left side of things */
2327         mast->orig_l->offset = 0;
2328         mast->orig_l->index = mast->l->min;
2329         wr_mas.mas = mast->orig_l;
2330         wr_mas.type = mte_node_type(mast->orig_l->node);
2331         mas_wr_node_walk(&wr_mas);
2332
2333         mast->bn->type = wr_mas.type;
2334 }
2335
2336 /*
2337  * mas_new_ma_node() - Create and return a new maple node.  Helper function.
2338  * @mas: the maple state with the allocations.
2339  * @b_node: the maple_big_node with the type encoding.
2340  *
2341  * Use the node type from the maple_big_node to allocate a new node from the
2342  * ma_state.  This function exists mainly for code readability.
2343  *
2344  * Return: A new maple encoded node
2345  */
2346 static inline struct maple_enode
2347 *mas_new_ma_node(struct ma_state *mas, struct maple_big_node *b_node)
2348 {
2349         return mt_mk_node(ma_mnode_ptr(mas_pop_node(mas)), b_node->type);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * mas_mab_to_node() - Set up right and middle nodes
2354  *
2355  * @mas: the maple state that contains the allocations.
2356  * @b_node: the node which contains the data.
2357  * @left: The pointer which will have the left node
2358  * @right: The pointer which may have the right node
2359  * @middle: the pointer which may have the middle node (rare)
2360  * @mid_split: the split location for the middle node
2361  *
2362  * Return: the split of left.
2363  */
2364 static inline unsigned char mas_mab_to_node(struct ma_state *mas,
2365         struct maple_big_node *b_node, struct maple_enode **left,
2366         struct maple_enode **right, struct maple_enode **middle,
2367         unsigned char *mid_split, unsigned long min)
2368 {
2369         unsigned char split = 0;
2370         unsigned char slot_count = mt_slots[b_node->type];
2371
2372         *left = mas_new_ma_node(mas, b_node);
2373         *right = NULL;
2374         *middle = NULL;
2375         *mid_split = 0;
2376
2377         if (b_node->b_end < slot_count) {
2378                 split = b_node->b_end;
2379         } else {
2380                 split = mab_calc_split(mas, b_node, mid_split, min);
2381                 *right = mas_new_ma_node(mas, b_node);
2382         }
2383
2384         if (*mid_split)
2385                 *middle = mas_new_ma_node(mas, b_node);
2386
2387         return split;
2388
2389 }
2390
2391 /*
2392  * mab_set_b_end() - Add entry to b_node at b_node->b_end and increment the end
2393  * pointer.
2394  * @b_node: the big node to add the entry
2395  * @mas: the maple state to get the pivot (mas->max)
2396  * @entry: the entry to add, if NULL nothing happens.
2397  */
2398 static inline void mab_set_b_end(struct maple_big_node *b_node,
2399                                  struct ma_state *mas,
2400                                  void *entry)
2401 {
2402         if (!entry)
2403                 return;
2404
2405         b_node->slot[b_node->b_end] = entry;
2406         if (mt_is_alloc(mas->tree))
2407                 b_node->gap[b_node->b_end] = mas_max_gap(mas);
2408         b_node->pivot[b_node->b_end++] = mas->max;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * mas_set_split_parent() - combine_then_separate helper function.  Sets the parent
2413  * of @mas->node to either @left or @right, depending on @slot and @split
2414  *
2415  * @mas: the maple state with the node that needs a parent
2416  * @left: possible parent 1
2417  * @right: possible parent 2
2418  * @slot: the slot the mas->node was placed
2419  * @split: the split location between @left and @right
2420  */
2421 static inline void mas_set_split_parent(struct ma_state *mas,
2422                                         struct maple_enode *left,
2423                                         struct maple_enode *right,
2424                                         unsigned char *slot, unsigned char split)
2425 {
2426         if (mas_is_none(mas))
2427                 return;
2428
2429         if ((*slot) <= split)
2430                 mas_set_parent(mas, mas->node, left, *slot);
2431         else if (right)
2432                 mas_set_parent(mas, mas->node, right, (*slot) - split - 1);
2433
2434         (*slot)++;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * mte_mid_split_check() - Check if the next node passes the mid-split
2439  * @l: Pointer to left encoded maple node.
2440  * @m: Pointer to middle encoded maple node.
2441  * @r: Pointer to right encoded maple node.
2442  * @slot: The offset
2443  * @split: The split location.
2444  * @mid_split: The middle split.
2445  */
2446 static inline void mte_mid_split_check(struct maple_enode **l,
2447                                        struct maple_enode **r,
2448                                        struct maple_enode *right,
2449                                        unsigned char slot,
2450                                        unsigned char *split,
2451                                        unsigned char mid_split)
2452 {
2453         if (*r == right)
2454                 return;
2455
2456         if (slot < mid_split)
2457                 return;
2458
2459         *l = *r;
2460         *r = right;
2461         *split = mid_split;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * mast_set_split_parents() - Helper function to set three nodes parents.  Slot
2466  * is taken from @mast->l.
2467  * @mast: the maple subtree state
2468  * @left: the left node
2469  * @right: the right node
2470  * @split: the split location.
2471  */
2472 static inline void mast_set_split_parents(struct maple_subtree_state *mast,
2473                                           struct maple_enode *left,
2474                                           struct maple_enode *middle,
2475                                           struct maple_enode *right,
2476                                           unsigned char split,
2477                                           unsigned char mid_split)
2478 {
2479         unsigned char slot;
2480         struct maple_enode *l = left;
2481         struct maple_enode *r = right;
2482
2483         if (mas_is_none(mast->l))
2484                 return;
2485
2486         if (middle)
2487                 r = middle;
2488
2489         slot = mast->l->offset;
2490
2491         mte_mid_split_check(&l, &r, right, slot, &split, mid_split);
2492         mas_set_split_parent(mast->l, l, r, &slot, split);
2493
2494         mte_mid_split_check(&l, &r, right, slot, &split, mid_split);
2495         mas_set_split_parent(mast->m, l, r, &slot, split);
2496
2497         mte_mid_split_check(&l, &r, right, slot, &split, mid_split);
2498         mas_set_split_parent(mast->r, l, r, &slot, split);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * mas_topiary_node() - Dispose of a single node
2503  * @mas: The maple state for pushing nodes
2504  * @in_rcu: If the tree is in rcu mode
2505  *
2506  * The node will either be RCU freed or pushed back on the maple state.
2507  */
2508 static inline void mas_topiary_node(struct ma_state *mas,
2509                 struct ma_state *tmp_mas, bool in_rcu)
2510 {
2511         struct maple_node *tmp;
2512         struct maple_enode *enode;
2513
2514         if (mas_is_none(tmp_mas))
2515                 return;
2516
2517         enode = tmp_mas->node;
2518         tmp = mte_to_node(enode);
2519         mte_set_node_dead(enode);
2520         if (in_rcu)
2521                 ma_free_rcu(tmp);
2522         else
2523                 mas_push_node(mas, tmp);
2524 }
2525
2526 /*
2527  * mas_topiary_replace() - Replace the data with new data, then repair the
2528  * parent links within the new tree.  Iterate over the dead sub-tree and collect
2529  * the dead subtrees and topiary the nodes that are no longer of use.
2530  *
2531  * The new tree will have up to three children with the correct parent.  Keep
2532  * track of the new entries as they need to be followed to find the next level
2533  * of new entries.
2534  *
2535  * The old tree will have up to three children with the old parent.  Keep track
2536  * of the old entries as they may have more nodes below replaced.  Nodes within
2537  * [index, last] are dead subtrees, others need to be freed and followed.
2538  *
2539  * @mas: The maple state pointing at the new data
2540  * @old_enode: The maple encoded node being replaced
2541  *
2542  */
2543 static inline void mas_topiary_replace(struct ma_state *mas,
2544                 struct maple_enode *old_enode)
2545 {
2546         struct ma_state tmp[3], tmp_next[3];
2547         MA_TOPIARY(subtrees, mas->tree);
2548         bool in_rcu;
2549         int i, n;
2550
2551         /* Place data in tree & then mark node as old */
2552         mas_put_in_tree(mas, old_enode);
2553
2554         /* Update the parent pointers in the tree */
2555         tmp[0] = *mas;
2556         tmp[0].offset = 0;
2557         tmp[1].status = ma_none;
2558         tmp[2].status = ma_none;
2559         while (!mte_is_leaf(tmp[0].node)) {
2560                 n = 0;
2561                 for (i = 0; i < 3; i++) {
2562                         if (mas_is_none(&tmp[i]))
2563                                 continue;
2564
2565                         while (n < 3) {
2566                                 if (!mas_find_child(&tmp[i], &tmp_next[n]))
2567                                         break;
2568                                 n++;
2569                         }
2570
2571                         mas_adopt_children(&tmp[i], tmp[i].node);
2572                 }
2573
2574                 if (MAS_WARN_ON(mas, n == 0))
2575                         break;
2576
2577                 while (n < 3)
2578                         tmp_next[n++].status = ma_none;
2579
2580                 for (i = 0; i < 3; i++)
2581                         tmp[i] = tmp_next[i];
2582         }
2583
2584         /* Collect the old nodes that need to be discarded */
2585         if (mte_is_leaf(old_enode))
2586                 return mas_free(mas, old_enode);
2587
2588         tmp[0] = *mas;
2589         tmp[0].offset = 0;
2590         tmp[0].node = old_enode;
2591         tmp[1].status = ma_none;
2592         tmp[2].status = ma_none;
2593         in_rcu = mt_in_rcu(mas->tree);
2594         do {
2595                 n = 0;
2596                 for (i = 0; i < 3; i++) {
2597                         if (mas_is_none(&tmp[i]))
2598                                 continue;
2599
2600                         while (n < 3) {
2601                                 if (!mas_find_child(&tmp[i], &tmp_next[n]))
2602                                         break;
2603
2604                                 if ((tmp_next[n].min >= tmp_next->index) &&
2605                                     (tmp_next[n].max <= tmp_next->last)) {
2606                                         mat_add(&subtrees, tmp_next[n].node);
2607                                         tmp_next[n].status = ma_none;
2608                                 } else {
2609                                         n++;
2610                                 }
2611                         }
2612                 }
2613
2614                 if (MAS_WARN_ON(mas, n == 0))
2615                         break;
2616
2617                 while (n < 3)
2618                         tmp_next[n++].status = ma_none;
2619
2620                 for (i = 0; i < 3; i++) {
2621                         mas_topiary_node(mas, &tmp[i], in_rcu);
2622                         tmp[i] = tmp_next[i];
2623                 }
2624         } while (!mte_is_leaf(tmp[0].node));
2625
2626         for (i = 0; i < 3; i++)
2627                 mas_topiary_node(mas, &tmp[i], in_rcu);
2628
2629         mas_mat_destroy(mas, &subtrees);
2630 }
2631
2632 /*
2633  * mas_wmb_replace() - Write memory barrier and replace
2634  * @mas: The maple state
2635  * @old_enode: The old maple encoded node that is being replaced.
2636  *
2637  * Updates gap as necessary.
2638  */
2639 static inline void mas_wmb_replace(struct ma_state *mas,
2640                 struct maple_enode *old_enode)
2641 {
2642         /* Insert the new data in the tree */
2643         mas_topiary_replace(mas, old_enode);
2644
2645         if (mte_is_leaf(mas->node))
2646                 return;
2647
2648         mas_update_gap(mas);
2649 }
2650
2651 /*
2652  * mast_cp_to_nodes() - Copy data out to nodes.
2653  * @mast: The maple subtree state
2654  * @left: The left encoded maple node
2655  * @middle: The middle encoded maple node
2656  * @right: The right encoded maple node
2657  * @split: The location to split between left and (middle ? middle : right)
2658  * @mid_split: The location to split between middle and right.
2659  */
2660 static inline void mast_cp_to_nodes(struct maple_subtree_state *mast,
2661         struct maple_enode *left, struct maple_enode *middle,
2662         struct maple_enode *right, unsigned char split, unsigned char mid_split)
2663 {
2664         bool new_lmax = true;
2665
2666         mas_node_or_none(mast->l, left);
2667         mas_node_or_none(mast->m, middle);
2668         mas_node_or_none(mast->r, right);
2669
2670         mast->l->min = mast->orig_l->min;
2671         if (split == mast->bn->b_end) {
2672                 mast->l->max = mast->orig_r->max;
2673                 new_lmax = false;
2674         }
2675
2676         mab_mas_cp(mast->bn, 0, split, mast->l, new_lmax);
2677
2678         if (middle) {
2679                 mab_mas_cp(mast->bn, 1 + split, mid_split, mast->m, true);
2680                 mast->m->min = mast->bn->pivot[split] + 1;
2681                 split = mid_split;
2682         }
2683
2684         mast->r->max = mast->orig_r->max;
2685         if (right) {
2686                 mab_mas_cp(mast->bn, 1 + split, mast->bn->b_end, mast->r, false);
2687                 mast->r->min = mast->bn->pivot[split] + 1;
2688         }
2689 }
2690
2691 /*
2692  * mast_combine_cp_left - Copy in the original left side of the tree into the
2693  * combined data set in the maple subtree state big node.
2694  * @mast: The maple subtree state
2695  */
2696 static inline void mast_combine_cp_left(struct maple_subtree_state *mast)
2697 {
2698         unsigned char l_slot = mast->orig_l->offset;
2699
2700         if (!l_slot)
2701                 return;
2702
2703         mas_mab_cp(mast->orig_l, 0, l_slot - 1, mast->bn, 0);
2704 }
2705
2706 /*
2707  * mast_combine_cp_right: Copy in the original right side of the tree into the
2708  * combined data set in the maple subtree state big node.
2709  * @mast: The maple subtree state
2710  */
2711 static inline void mast_combine_cp_right(struct maple_subtree_state *mast)
2712 {
2713         if (mast->bn->pivot[mast->bn->b_end - 1] >= mast->orig_r->max)
2714                 return;
2715
2716         mas_mab_cp(mast->orig_r, mast->orig_r->offset + 1,
2717                    mt_slot_count(mast->orig_r->node), mast->bn,
2718                    mast->bn->b_end);
2719         mast->orig_r->last = mast->orig_r->max;
2720 }
2721
2722 /*
2723  * mast_sufficient: Check if the maple subtree state has enough data in the big
2724  * node to create at least one sufficient node
2725  * @mast: the maple subtree state
2726  */
2727 static inline bool mast_sufficient(struct maple_subtree_state *mast)
2728 {
2729         if (mast->bn->b_end > mt_min_slot_count(mast->orig_l->node))
2730                 return true;
2731
2732         return false;
2733 }
2734
2735 /*
2736  * mast_overflow: Check if there is too much data in the subtree state for a
2737  * single node.
2738  * @mast: The maple subtree state
2739  */
2740 static inline bool mast_overflow(struct maple_subtree_state *mast)
2741 {
2742         if (mast->bn->b_end >= mt_slot_count(mast->orig_l->node))
2743                 return true;
2744
2745         return false;
2746 }
2747
2748 static inline void *mtree_range_walk(struct ma_state *mas)
2749 {
2750         unsigned long *pivots;
2751         unsigned char offset;
2752         struct maple_node *node;
2753         struct maple_enode *next, *last;
2754         enum maple_type type;
2755         void __rcu **slots;
2756         unsigned char end;
2757         unsigned long max, min;
2758         unsigned long prev_max, prev_min;
2759
2760         next = mas->node;
2761         min = mas->min;
2762         max = mas->max;
2763         do {
2764                 last = next;
2765                 node = mte_to_node(next);
2766                 type = mte_node_type(next);
2767                 pivots = ma_pivots(node, type);
2768                 end = ma_data_end(node, type, pivots, max);
2769                 prev_min = min;
2770                 prev_max = max;
2771                 if (pivots[0] >= mas->index) {
2772                         offset = 0;
2773                         max = pivots[0];
2774                         goto next;
2775                 }
2776
2777                 offset = 1;
2778                 while (offset < end) {
2779                         if (pivots[offset] >= mas->index) {
2780                                 max = pivots[offset];
2781                                 break;
2782                         }
2783                         offset++;
2784                 }
2785
2786                 min = pivots[offset - 1] + 1;
2787 next:
2788                 slots = ma_slots(node, type);
2789                 next = mt_slot(mas->tree, slots, offset);
2790                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
2791                         goto dead_node;
2792         } while (!ma_is_leaf(type));
2793
2794         mas->end = end;
2795         mas->offset = offset;
2796         mas->index = min;
2797         mas->last = max;
2798         mas->min = prev_min;
2799         mas->max = prev_max;
2800         mas->node = last;
2801         return (void *)next;
2802
2803 dead_node:
2804         mas_reset(mas);
2805         return NULL;
2806 }
2807
2808 /*
2809  * mas_spanning_rebalance() - Rebalance across two nodes which may not be peers.
2810  * @mas: The starting maple state
2811  * @mast: The maple_subtree_state, keeps track of 4 maple states.
2812  * @count: The estimated count of iterations needed.
2813  *
2814  * Follow the tree upwards from @l_mas and @r_mas for @count, or until the root
2815  * is hit.  First @b_node is split into two entries which are inserted into the
2816  * next iteration of the loop.  @b_node is returned populated with the final
2817  * iteration. @mas is used to obtain allocations.  orig_l_mas keeps track of the
2818  * nodes that will remain active by using orig_l_mas->index and orig_l_mas->last
2819  * to account of what has been copied into the new sub-tree.  The update of
2820  * orig_l_mas->last is used in mas_consume to find the slots that will need to
2821  * be either freed or destroyed.  orig_l_mas->depth keeps track of the height of
2822  * the new sub-tree in case the sub-tree becomes the full tree.
2823  */
2824 static void mas_spanning_rebalance(struct ma_state *mas,
2825                 struct maple_subtree_state *mast, unsigned char count)
2826 {
2827         unsigned char split, mid_split;
2828         unsigned char slot = 0;
2829         struct maple_enode *left = NULL, *middle = NULL, *right = NULL;
2830         struct maple_enode *old_enode;
2831
2832         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->index);
2833         MA_STATE(r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
2834         MA_STATE(m_mas, mas->tree, mas->index, mas->index);
2835
2836         /*
2837          * The tree needs to be rebalanced and leaves need to be kept at the same level.
2838          * Rebalancing is done by use of the ``struct maple_topiary``.
2839          */
2840         mast->l = &l_mas;
2841         mast->m = &m_mas;
2842         mast->r = &r_mas;
2843         l_mas.status = r_mas.status = m_mas.status = ma_none;
2844
2845         /* Check if this is not root and has sufficient data.  */
2846         if (((mast->orig_l->min != 0) || (mast->orig_r->max != ULONG_MAX)) &&
2847             unlikely(mast->bn->b_end <= mt_min_slots[mast->bn->type]))
2848                 mast_spanning_rebalance(mast);
2849
2850         l_mas.depth = 0;
2851
2852         /*
2853          * Each level of the tree is examined and balanced, pushing data to the left or
2854          * right, or rebalancing against left or right nodes is employed to avoid
2855          * rippling up the tree to limit the amount of churn.  Once a new sub-section of
2856          * the tree is created, there may be a mix of new and old nodes.  The old nodes
2857          * will have the incorrect parent pointers and currently be in two trees: the
2858          * original tree and the partially new tree.  To remedy the parent pointers in
2859          * the old tree, the new data is swapped into the active tree and a walk down
2860          * the tree is performed and the parent pointers are updated.
2861          * See mas_topiary_replace() for more information.
2862          */
2863         while (count--) {
2864                 mast->bn->b_end--;
2865                 mast->bn->type = mte_node_type(mast->orig_l->node);
2866                 split = mas_mab_to_node(mas, mast->bn, &left, &right, &middle,
2867                                         &mid_split, mast->orig_l->min);
2868                 mast_set_split_parents(mast, left, middle, right, split,
2869                                        mid_split);
2870                 mast_cp_to_nodes(mast, left, middle, right, split, mid_split);
2871
2872                 /*
2873                  * Copy data from next level in the tree to mast->bn from next
2874                  * iteration
2875                  */
2876                 memset(mast->bn, 0, sizeof(struct maple_big_node));
2877                 mast->bn->type = mte_node_type(left);
2878                 l_mas.depth++;
2879
2880                 /* Root already stored in l->node. */
2881                 if (mas_is_root_limits(mast->l))
2882                         goto new_root;
2883
2884                 mast_ascend(mast);
2885                 mast_combine_cp_left(mast);
2886                 l_mas.offset = mast->bn->b_end;
2887                 mab_set_b_end(mast->bn, &l_mas, left);
2888                 mab_set_b_end(mast->bn, &m_mas, middle);
2889                 mab_set_b_end(mast->bn, &r_mas, right);
2890
2891                 /* Copy anything necessary out of the right node. */
2892                 mast_combine_cp_right(mast);
2893                 mast->orig_l->last = mast->orig_l->max;
2894
2895                 if (mast_sufficient(mast))
2896                         continue;
2897
2898                 if (mast_overflow(mast))
2899                         continue;
2900
2901                 /* May be a new root stored in mast->bn */
2902                 if (mas_is_root_limits(mast->orig_l))
2903                         break;
2904
2905                 mast_spanning_rebalance(mast);
2906
2907                 /* rebalancing from other nodes may require another loop. */
2908                 if (!count)
2909                         count++;
2910         }
2911
2912         l_mas.node = mt_mk_node(ma_mnode_ptr(mas_pop_node(mas)),
2913                                 mte_node_type(mast->orig_l->node));
2914         l_mas.depth++;
2915         mab_mas_cp(mast->bn, 0, mt_slots[mast->bn->type] - 1, &l_mas, true);
2916         mas_set_parent(mas, left, l_mas.node, slot);
2917         if (middle)
2918                 mas_set_parent(mas, middle, l_mas.node, ++slot);
2919
2920         if (right)
2921                 mas_set_parent(mas, right, l_mas.node, ++slot);
2922
2923         if (mas_is_root_limits(mast->l)) {
2924 new_root:
2925                 mas_mn(mast->l)->parent = ma_parent_ptr(mas_tree_parent(mas));
2926                 while (!mte_is_root(mast->orig_l->node))
2927                         mast_ascend(mast);
2928         } else {
2929                 mas_mn(&l_mas)->parent = mas_mn(mast->orig_l)->parent;
2930         }
2931
2932         old_enode = mast->orig_l->node;
2933         mas->depth = l_mas.depth;
2934         mas->node = l_mas.node;
2935         mas->min = l_mas.min;
2936         mas->max = l_mas.max;
2937         mas->offset = l_mas.offset;
2938         mas_wmb_replace(mas, old_enode);
2939         mtree_range_walk(mas);
2940         return;
2941 }
2942
2943 /*
2944  * mas_rebalance() - Rebalance a given node.
2945  * @mas: The maple state
2946  * @b_node: The big maple node.
2947  *
2948  * Rebalance two nodes into a single node or two new nodes that are sufficient.
2949  * Continue upwards until tree is sufficient.
2950  */
2951 static inline void mas_rebalance(struct ma_state *mas,
2952                                 struct maple_big_node *b_node)
2953 {
2954         char empty_count = mas_mt_height(mas);
2955         struct maple_subtree_state mast;
2956         unsigned char shift, b_end = ++b_node->b_end;
2957
2958         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
2959         MA_STATE(r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
2960
2961         trace_ma_op(__func__, mas);
2962
2963         /*
2964          * Rebalancing occurs if a node is insufficient.  Data is rebalanced
2965          * against the node to the right if it exists, otherwise the node to the
2966          * left of this node is rebalanced against this node.  If rebalancing
2967          * causes just one node to be produced instead of two, then the parent
2968          * is also examined and rebalanced if it is insufficient.  Every level
2969          * tries to combine the data in the same way.  If one node contains the
2970          * entire range of the tree, then that node is used as a new root node.
2971          */
2972
2973         mast.orig_l = &l_mas;
2974         mast.orig_r = &r_mas;
2975         mast.bn = b_node;
2976         mast.bn->type = mte_node_type(mas->node);
2977
2978         l_mas = r_mas = *mas;
2979
2980         if (mas_next_sibling(&r_mas)) {
2981                 mas_mab_cp(&r_mas, 0, mt_slot_count(r_mas.node), b_node, b_end);
2982                 r_mas.last = r_mas.index = r_mas.max;
2983         } else {
2984                 mas_prev_sibling(&l_mas);
2985                 shift = mas_data_end(&l_mas) + 1;
2986                 mab_shift_right(b_node, shift);
2987                 mas->offset += shift;
2988                 mas_mab_cp(&l_mas, 0, shift - 1, b_node, 0);
2989                 b_node->b_end = shift + b_end;
2990                 l_mas.index = l_mas.last = l_mas.min;
2991         }
2992
2993         return mas_spanning_rebalance(mas, &mast, empty_count);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * mas_destroy_rebalance() - Rebalance left-most node while destroying the maple
2998  * state.
2999  * @mas: The maple state
3000  * @end: The end of the left-most node.
3001  *
3002  * During a mass-insert event (such as forking), it may be necessary to
3003  * rebalance the left-most node when it is not sufficient.
3004  */
3005 static inline void mas_destroy_rebalance(struct ma_state *mas, unsigned char end)
3006 {
3007         enum maple_type mt = mte_node_type(mas->node);
3008         struct maple_node reuse, *newnode, *parent, *new_left, *left, *node;
3009         struct maple_enode *eparent, *old_eparent;
3010         unsigned char offset, tmp, split = mt_slots[mt] / 2;
3011         void __rcu **l_slots, **slots;
3012         unsigned long *l_pivs, *pivs, gap;
3013         bool in_rcu = mt_in_rcu(mas->tree);
3014
3015         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3016
3017         l_mas = *mas;
3018         mas_prev_sibling(&l_mas);
3019
3020         /* set up node. */
3021         if (in_rcu) {
3022                 newnode = mas_pop_node(mas);
3023         } else {
3024                 newnode = &reuse;
3025         }
3026
3027         node = mas_mn(mas);
3028         newnode->parent = node->parent;
3029         slots = ma_slots(newnode, mt);
3030         pivs = ma_pivots(newnode, mt);
3031         left = mas_mn(&l_mas);
3032         l_slots = ma_slots(left, mt);
3033         l_pivs = ma_pivots(left, mt);
3034         if (!l_slots[split])
3035                 split++;
3036         tmp = mas_data_end(&l_mas) - split;
3037
3038         memcpy(slots, l_slots + split + 1, sizeof(void *) * tmp);
3039         memcpy(pivs, l_pivs + split + 1, sizeof(unsigned long) * tmp);
3040         pivs[tmp] = l_mas.max;
3041         memcpy(slots + tmp, ma_slots(node, mt), sizeof(void *) * end);
3042         memcpy(pivs + tmp, ma_pivots(node, mt), sizeof(unsigned long) * end);
3043
3044         l_mas.max = l_pivs[split];
3045         mas->min = l_mas.max + 1;
3046         old_eparent = mt_mk_node(mte_parent(l_mas.node),
3047                              mas_parent_type(&l_mas, l_mas.node));
3048         tmp += end;
3049         if (!in_rcu) {
3050                 unsigned char max_p = mt_pivots[mt];
3051                 unsigned char max_s = mt_slots[mt];
3052
3053                 if (tmp < max_p)
3054                         memset(pivs + tmp, 0,
3055                                sizeof(unsigned long) * (max_p - tmp));
3056
3057                 if (tmp < mt_slots[mt])
3058                         memset(slots + tmp, 0, sizeof(void *) * (max_s - tmp));
3059
3060                 memcpy(node, newnode, sizeof(struct maple_node));
3061                 ma_set_meta(node, mt, 0, tmp - 1);
3062                 mte_set_pivot(old_eparent, mte_parent_slot(l_mas.node),
3063                               l_pivs[split]);
3064
3065                 /* Remove data from l_pivs. */
3066                 tmp = split + 1;
3067                 memset(l_pivs + tmp, 0, sizeof(unsigned long) * (max_p - tmp));
3068                 memset(l_slots + tmp, 0, sizeof(void *) * (max_s - tmp));
3069                 ma_set_meta(left, mt, 0, split);
3070                 eparent = old_eparent;
3071
3072                 goto done;
3073         }
3074
3075         /* RCU requires replacing both l_mas, mas, and parent. */
3076         mas->node = mt_mk_node(newnode, mt);
3077         ma_set_meta(newnode, mt, 0, tmp);
3078
3079         new_left = mas_pop_node(mas);
3080         new_left->parent = left->parent;
3081         mt = mte_node_type(l_mas.node);
3082         slots = ma_slots(new_left, mt);
3083         pivs = ma_pivots(new_left, mt);
3084         memcpy(slots, l_slots, sizeof(void *) * split);
3085         memcpy(pivs, l_pivs, sizeof(unsigned long) * split);
3086         ma_set_meta(new_left, mt, 0, split);
3087         l_mas.node = mt_mk_node(new_left, mt);
3088
3089         /* replace parent. */
3090         offset = mte_parent_slot(mas->node);
3091         mt = mas_parent_type(&l_mas, l_mas.node);
3092         parent = mas_pop_node(mas);
3093         slots = ma_slots(parent, mt);
3094         pivs = ma_pivots(parent, mt);
3095         memcpy(parent, mte_to_node(old_eparent), sizeof(struct maple_node));
3096         rcu_assign_pointer(slots[offset], mas->node);
3097         rcu_assign_pointer(slots[offset - 1], l_mas.node);
3098         pivs[offset - 1] = l_mas.max;
3099         eparent = mt_mk_node(parent, mt);
3100 done:
3101         gap = mas_leaf_max_gap(mas);
3102         mte_set_gap(eparent, mte_parent_slot(mas->node), gap);
3103         gap = mas_leaf_max_gap(&l_mas);
3104         mte_set_gap(eparent, mte_parent_slot(l_mas.node), gap);
3105         mas_ascend(mas);
3106
3107         if (in_rcu) {
3108                 mas_replace_node(mas, old_eparent);
3109                 mas_adopt_children(mas, mas->node);
3110         }
3111
3112         mas_update_gap(mas);
3113 }
3114
3115 /*
3116  * mas_split_final_node() - Split the final node in a subtree operation.
3117  * @mast: the maple subtree state
3118  * @mas: The maple state
3119  * @height: The height of the tree in case it's a new root.
3120  */
3121 static inline void mas_split_final_node(struct maple_subtree_state *mast,
3122                                         struct ma_state *mas, int height)
3123 {
3124         struct maple_enode *ancestor;
3125
3126         if (mte_is_root(mas->node)) {
3127                 if (mt_is_alloc(mas->tree))
3128                         mast->bn->type = maple_arange_64;
3129                 else
3130                         mast->bn->type = maple_range_64;
3131                 mas->depth = height;
3132         }
3133         /*
3134          * Only a single node is used here, could be root.
3135          * The Big_node data should just fit in a single node.
3136          */
3137         ancestor = mas_new_ma_node(mas, mast->bn);
3138         mas_set_parent(mas, mast->l->node, ancestor, mast->l->offset);
3139         mas_set_parent(mas, mast->r->node, ancestor, mast->r->offset);
3140         mte_to_node(ancestor)->parent = mas_mn(mas)->parent;
3141
3142         mast->l->node = ancestor;
3143         mab_mas_cp(mast->bn, 0, mt_slots[mast->bn->type] - 1, mast->l, true);
3144         mas->offset = mast->bn->b_end - 1;
3145 }
3146
3147 /*
3148  * mast_fill_bnode() - Copy data into the big node in the subtree state
3149  * @mast: The maple subtree state
3150  * @mas: the maple state
3151  * @skip: The number of entries to skip for new nodes insertion.
3152  */
3153 static inline void mast_fill_bnode(struct maple_subtree_state *mast,
3154                                          struct ma_state *mas,
3155                                          unsigned char skip)
3156 {
3157         bool cp = true;
3158         unsigned char split;
3159
3160         memset(mast->bn->gap, 0, sizeof(unsigned long) * ARRAY_SIZE(mast->bn->gap));
3161         memset(mast->bn->slot, 0, sizeof(unsigned long) * ARRAY_SIZE(mast->bn->slot));
3162         memset(mast->bn->pivot, 0, sizeof(unsigned long) * ARRAY_SIZE(mast->bn->pivot));
3163         mast->bn->b_end = 0;
3164
3165         if (mte_is_root(mas->node)) {
3166                 cp = false;
3167         } else {
3168                 mas_ascend(mas);
3169                 mas->offset = mte_parent_slot(mas->node);
3170         }
3171
3172         if (cp && mast->l->offset)
3173                 mas_mab_cp(mas, 0, mast->l->offset - 1, mast->bn, 0);
3174
3175         split = mast->bn->b_end;
3176         mab_set_b_end(mast->bn, mast->l, mast->l->node);
3177         mast->r->offset = mast->bn->b_end;
3178         mab_set_b_end(mast->bn, mast->r, mast->r->node);
3179         if (mast->bn->pivot[mast->bn->b_end - 1] == mas->max)
3180                 cp = false;
3181
3182         if (cp)
3183                 mas_mab_cp(mas, split + skip, mt_slot_count(mas->node) - 1,
3184                            mast->bn, mast->bn->b_end);
3185
3186         mast->bn->b_end--;
3187         mast->bn->type = mte_node_type(mas->node);
3188 }
3189
3190 /*
3191  * mast_split_data() - Split the data in the subtree state big node into regular
3192  * nodes.
3193  * @mast: The maple subtree state
3194  * @mas: The maple state
3195  * @split: The location to split the big node
3196  */
3197 static inline void mast_split_data(struct maple_subtree_state *mast,
3198            struct ma_state *mas, unsigned char split)
3199 {
3200         unsigned char p_slot;
3201
3202         mab_mas_cp(mast->bn, 0, split, mast->l, true);
3203         mte_set_pivot(mast->r->node, 0, mast->r->max);
3204         mab_mas_cp(mast->bn, split + 1, mast->bn->b_end, mast->r, false);
3205         mast->l->offset = mte_parent_slot(mas->node);
3206         mast->l->max = mast->bn->pivot[split];
3207         mast->r->min = mast->l->max + 1;
3208         if (mte_is_leaf(mas->node))
3209                 return;
3210
3211         p_slot = mast->orig_l->offset;
3212         mas_set_split_parent(mast->orig_l, mast->l->node, mast->r->node,
3213                              &p_slot, split);
3214         mas_set_split_parent(mast->orig_r, mast->l->node, mast->r->node,
3215                              &p_slot, split);
3216 }
3217
3218 /*
3219  * mas_push_data() - Instead of splitting a node, it is beneficial to push the
3220  * data to the right or left node if there is room.
3221  * @mas: The maple state
3222  * @height: The current height of the maple state
3223  * @mast: The maple subtree state
3224  * @left: Push left or not.
3225  *
3226  * Keeping the height of the tree low means faster lookups.
3227  *
3228  * Return: True if pushed, false otherwise.
3229  */
3230 static inline bool mas_push_data(struct ma_state *mas, int height,
3231                                  struct maple_subtree_state *mast, bool left)
3232 {
3233         unsigned char slot_total = mast->bn->b_end;
3234         unsigned char end, space, split;
3235
3236         MA_STATE(tmp_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3237         tmp_mas = *mas;
3238         tmp_mas.depth = mast->l->depth;
3239
3240         if (left && !mas_prev_sibling(&tmp_mas))
3241                 return false;
3242         else if (!left && !mas_next_sibling(&tmp_mas))
3243                 return false;
3244
3245         end = mas_data_end(&tmp_mas);
3246         slot_total += end;
3247         space = 2 * mt_slot_count(mas->node) - 2;
3248         /* -2 instead of -1 to ensure there isn't a triple split */
3249         if (ma_is_leaf(mast->bn->type))
3250                 space--;
3251
3252         if (mas->max == ULONG_MAX)
3253                 space--;
3254
3255         if (slot_total >= space)
3256                 return false;
3257
3258         /* Get the data; Fill mast->bn */
3259         mast->bn->b_end++;
3260         if (left) {
3261                 mab_shift_right(mast->bn, end + 1);
3262                 mas_mab_cp(&tmp_mas, 0, end, mast->bn, 0);
3263                 mast->bn->b_end = slot_total + 1;
3264         } else {
3265                 mas_mab_cp(&tmp_mas, 0, end, mast->bn, mast->bn->b_end);
3266         }
3267
3268         /* Configure mast for splitting of mast->bn */
3269         split = mt_slots[mast->bn->type] - 2;
3270         if (left) {
3271                 /*  Switch mas to prev node  */
3272                 *mas = tmp_mas;
3273                 /* Start using mast->l for the left side. */
3274                 tmp_mas.node = mast->l->node;
3275                 *mast->l = tmp_mas;
3276         } else {
3277                 tmp_mas.node = mast->r->node;
3278                 *mast->r = tmp_mas;
3279                 split = slot_total - split;
3280         }
3281         split = mab_no_null_split(mast->bn, split, mt_slots[mast->bn->type]);
3282         /* Update parent slot for split calculation. */
3283         if (left)
3284                 mast->orig_l->offset += end + 1;
3285
3286         mast_split_data(mast, mas, split);
3287         mast_fill_bnode(mast, mas, 2);
3288         mas_split_final_node(mast, mas, height + 1);
3289         return true;
3290 }
3291
3292 /*
3293  * mas_split() - Split data that is too big for one node into two.
3294  * @mas: The maple state
3295  * @b_node: The maple big node
3296  */
3297 static void mas_split(struct ma_state *mas, struct maple_big_node *b_node)
3298 {
3299         struct maple_subtree_state mast;
3300         int height = 0;
3301         unsigned char mid_split, split = 0;
3302         struct maple_enode *old;
3303
3304         /*
3305          * Splitting is handled differently from any other B-tree; the Maple
3306          * Tree splits upwards.  Splitting up means that the split operation
3307          * occurs when the walk of the tree hits the leaves and not on the way
3308          * down.  The reason for splitting up is that it is impossible to know
3309          * how much space will be needed until the leaf is (or leaves are)
3310          * reached.  Since overwriting data is allowed and a range could
3311          * overwrite more than one range or result in changing one entry into 3
3312          * entries, it is impossible to know if a split is required until the
3313          * data is examined.
3314          *
3315          * Splitting is a balancing act between keeping allocations to a minimum
3316          * and avoiding a 'jitter' event where a tree is expanded to make room
3317          * for an entry followed by a contraction when the entry is removed.  To
3318          * accomplish the balance, there are empty slots remaining in both left
3319          * and right nodes after a split.
3320          */
3321         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3322         MA_STATE(r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3323         MA_STATE(prev_l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3324         MA_STATE(prev_r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3325
3326         trace_ma_op(__func__, mas);
3327         mas->depth = mas_mt_height(mas);
3328
3329         mast.l = &l_mas;
3330         mast.r = &r_mas;
3331         mast.orig_l = &prev_l_mas;
3332         mast.orig_r = &prev_r_mas;
3333         mast.bn = b_node;
3334
3335         while (height++ <= mas->depth) {
3336                 if (mt_slots[b_node->type] > b_node->b_end) {
3337                         mas_split_final_node(&mast, mas, height);
3338                         break;
3339                 }
3340
3341                 l_mas = r_mas = *mas;
3342                 l_mas.node = mas_new_ma_node(mas, b_node);
3343                 r_mas.node = mas_new_ma_node(mas, b_node);
3344                 /*
3345                  * Another way that 'jitter' is avoided is to terminate a split up early if the
3346                  * left or right node has space to spare.  This is referred to as "pushing left"
3347                  * or "pushing right" and is similar to the B* tree, except the nodes left or
3348                  * right can rarely be reused due to RCU, but the ripple upwards is halted which
3349                  * is a significant savings.
3350                  */
3351                 /* Try to push left. */
3352                 if (mas_push_data(mas, height, &mast, true))
3353                         break;
3354                 /* Try to push right. */
3355                 if (mas_push_data(mas, height, &mast, false))
3356                         break;
3357
3358                 split = mab_calc_split(mas, b_node, &mid_split, prev_l_mas.min);
3359                 mast_split_data(&mast, mas, split);
3360                 /*
3361                  * Usually correct, mab_mas_cp in the above call overwrites
3362                  * r->max.
3363                  */
3364                 mast.r->max = mas->max;
3365                 mast_fill_bnode(&mast, mas, 1);
3366                 prev_l_mas = *mast.l;
3367                 prev_r_mas = *mast.r;
3368         }
3369
3370         /* Set the original node as dead */
3371         old = mas->node;
3372         mas->node = l_mas.node;
3373         mas_wmb_replace(mas, old);
3374         mtree_range_walk(mas);
3375         return;
3376 }
3377
3378 /*
3379  * mas_commit_b_node() - Commit the big node into the tree.
3380  * @wr_mas: The maple write state
3381  * @b_node: The maple big node
3382  */
3383 static noinline_for_kasan void mas_commit_b_node(struct ma_wr_state *wr_mas,
3384                             struct maple_big_node *b_node)
3385 {
3386         enum store_type type = wr_mas->mas->store_type;
3387
3388         WARN_ON_ONCE(type != wr_rebalance && type != wr_split_store);
3389
3390         if (type == wr_rebalance)
3391                 return mas_rebalance(wr_mas->mas, b_node);
3392
3393         return mas_split(wr_mas->mas, b_node);
3394 }
3395
3396 /*
3397  * mas_root_expand() - Expand a root to a node
3398  * @mas: The maple state
3399  * @entry: The entry to store into the tree
3400  */
3401 static inline int mas_root_expand(struct ma_state *mas, void *entry)
3402 {
3403         void *contents = mas_root_locked(mas);
3404         enum maple_type type = maple_leaf_64;
3405         struct maple_node *node;
3406         void __rcu **slots;
3407         unsigned long *pivots;
3408         int slot = 0;
3409
3410         node = mas_pop_node(mas);
3411         pivots = ma_pivots(node, type);
3412         slots = ma_slots(node, type);
3413         node->parent = ma_parent_ptr(mas_tree_parent(mas));
3414         mas->node = mt_mk_node(node, type);
3415         mas->status = ma_active;
3416
3417         if (mas->index) {
3418                 if (contents) {
3419                         rcu_assign_pointer(slots[slot], contents);
3420                         if (likely(mas->index > 1))
3421                                 slot++;
3422                 }
3423                 pivots[slot++] = mas->index - 1;
3424         }
3425
3426         rcu_assign_pointer(slots[slot], entry);
3427         mas->offset = slot;
3428         pivots[slot] = mas->last;
3429         if (mas->last != ULONG_MAX)
3430                 pivots[++slot] = ULONG_MAX;
3431
3432         mas->depth = 1;
3433         mas_set_height(mas);
3434         ma_set_meta(node, maple_leaf_64, 0, slot);
3435         /* swap the new root into the tree */
3436         rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, mte_mk_root(mas->node));
3437         return slot;
3438 }
3439
3440 static inline void mas_store_root(struct ma_state *mas, void *entry)
3441 {
3442         if (likely((mas->last != 0) || (mas->index != 0)))
3443                 mas_root_expand(mas, entry);
3444         else if (((unsigned long) (entry) & 3) == 2)
3445                 mas_root_expand(mas, entry);
3446         else {
3447                 rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, entry);
3448                 mas->status = ma_start;
3449         }
3450 }
3451
3452 /*
3453  * mas_is_span_wr() - Check if the write needs to be treated as a write that
3454  * spans the node.
3455  * @wr_mas: The maple write state
3456  *
3457  * Spanning writes are writes that start in one node and end in another OR if
3458  * the write of a %NULL will cause the node to end with a %NULL.
3459  *
3460  * Return: True if this is a spanning write, false otherwise.
3461  */
3462 static bool mas_is_span_wr(struct ma_wr_state *wr_mas)
3463 {
3464         unsigned long max = wr_mas->r_max;
3465         unsigned long last = wr_mas->mas->last;
3466         enum maple_type type = wr_mas->type;
3467         void *entry = wr_mas->entry;
3468
3469         /* Contained in this pivot, fast path */
3470         if (last < max)
3471                 return false;
3472
3473         if (ma_is_leaf(type)) {
3474                 max = wr_mas->mas->max;
3475                 if (last < max)
3476                         return false;
3477         }
3478
3479         if (last == max) {
3480                 /*
3481                  * The last entry of leaf node cannot be NULL unless it is the
3482                  * rightmost node (writing ULONG_MAX), otherwise it spans slots.
3483                  */
3484                 if (entry || last == ULONG_MAX)
3485                         return false;
3486         }
3487
3488         trace_ma_write(__func__, wr_mas->mas, wr_mas->r_max, entry);
3489         return true;
3490 }
3491
3492 static inline void mas_wr_walk_descend(struct ma_wr_state *wr_mas)
3493 {
3494         wr_mas->type = mte_node_type(wr_mas->mas->node);
3495         mas_wr_node_walk(wr_mas);
3496         wr_mas->slots = ma_slots(wr_mas->node, wr_mas->type);
3497 }
3498
3499 static inline void mas_wr_walk_traverse(struct ma_wr_state *wr_mas)
3500 {
3501         wr_mas->mas->max = wr_mas->r_max;
3502         wr_mas->mas->min = wr_mas->r_min;
3503         wr_mas->mas->node = wr_mas->content;
3504         wr_mas->mas->offset = 0;
3505         wr_mas->mas->depth++;
3506 }
3507 /*
3508  * mas_wr_walk() - Walk the tree for a write.
3509  * @wr_mas: The maple write state
3510  *
3511  * Uses mas_slot_locked() and does not need to worry about dead nodes.
3512  *
3513  * Return: True if it's contained in a node, false on spanning write.
3514  */
3515 static bool mas_wr_walk(struct ma_wr_state *wr_mas)
3516 {
3517         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3518
3519         while (true) {
3520                 mas_wr_walk_descend(wr_mas);
3521                 if (unlikely(mas_is_span_wr(wr_mas)))
3522                         return false;
3523
3524                 wr_mas->content = mas_slot_locked(mas, wr_mas->slots,
3525                                                   mas->offset);
3526                 if (ma_is_leaf(wr_mas->type))
3527                         return true;
3528
3529                 mas_wr_walk_traverse(wr_mas);
3530         }
3531
3532         return true;
3533 }
3534
3535 static bool mas_wr_walk_index(struct ma_wr_state *wr_mas)
3536 {
3537         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3538
3539         while (true) {
3540                 mas_wr_walk_descend(wr_mas);
3541                 wr_mas->content = mas_slot_locked(mas, wr_mas->slots,
3542                                                   mas->offset);
3543                 if (ma_is_leaf(wr_mas->type))
3544                         return true;
3545                 mas_wr_walk_traverse(wr_mas);
3546
3547         }
3548         return true;
3549 }
3550 /*
3551  * mas_extend_spanning_null() - Extend a store of a %NULL to include surrounding %NULLs.
3552  * @l_wr_mas: The left maple write state
3553  * @r_wr_mas: The right maple write state
3554  */
3555 static inline void mas_extend_spanning_null(struct ma_wr_state *l_wr_mas,
3556                                             struct ma_wr_state *r_wr_mas)
3557 {
3558         struct ma_state *r_mas = r_wr_mas->mas;
3559         struct ma_state *l_mas = l_wr_mas->mas;
3560         unsigned char l_slot;
3561
3562         l_slot = l_mas->offset;
3563         if (!l_wr_mas->content)
3564                 l_mas->index = l_wr_mas->r_min;
3565
3566         if ((l_mas->index == l_wr_mas->r_min) &&
3567                  (l_slot &&
3568                   !mas_slot_locked(l_mas, l_wr_mas->slots, l_slot - 1))) {
3569                 if (l_slot > 1)
3570                         l_mas->index = l_wr_mas->pivots[l_slot - 2] + 1;
3571                 else
3572                         l_mas->index = l_mas->min;
3573
3574                 l_mas->offset = l_slot - 1;
3575         }
3576
3577         if (!r_wr_mas->content) {
3578                 if (r_mas->last < r_wr_mas->r_max)
3579                         r_mas->last = r_wr_mas->r_max;
3580                 r_mas->offset++;
3581         } else if ((r_mas->last == r_wr_mas->r_max) &&
3582             (r_mas->last < r_mas->max) &&
3583             !mas_slot_locked(r_mas, r_wr_mas->slots, r_mas->offset + 1)) {
3584                 r_mas->last = mas_safe_pivot(r_mas, r_wr_mas->pivots,
3585                                              r_wr_mas->type, r_mas->offset + 1);
3586                 r_mas->offset++;
3587         }
3588 }
3589
3590 static inline void *mas_state_walk(struct ma_state *mas)
3591 {
3592         void *entry;
3593
3594         entry = mas_start(mas);
3595         if (mas_is_none(mas))
3596                 return NULL;
3597
3598         if (mas_is_ptr(mas))
3599                 return entry;
3600
3601         return mtree_range_walk(mas);
3602 }
3603
3604 /*
3605  * mtree_lookup_walk() - Internal quick lookup that does not keep maple state up
3606  * to date.
3607  *
3608  * @mas: The maple state.
3609  *
3610  * Note: Leaves mas in undesirable state.
3611  * Return: The entry for @mas->index or %NULL on dead node.
3612  */
3613 static inline void *mtree_lookup_walk(struct ma_state *mas)
3614 {
3615         unsigned long *pivots;
3616         unsigned char offset;
3617         struct maple_node *node;
3618         struct maple_enode *next;
3619         enum maple_type type;
3620         void __rcu **slots;
3621         unsigned char end;
3622
3623         next = mas->node;
3624         do {
3625                 node = mte_to_node(next);
3626                 type = mte_node_type(next);
3627                 pivots = ma_pivots(node, type);
3628                 end = mt_pivots[type];
3629                 offset = 0;
3630                 do {
3631                         if (pivots[offset] >= mas->index)
3632                                 break;
3633                 } while (++offset < end);
3634
3635                 slots = ma_slots(node, type);
3636                 next = mt_slot(mas->tree, slots, offset);
3637                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
3638                         goto dead_node;
3639         } while (!ma_is_leaf(type));
3640
3641         return (void *)next;
3642
3643 dead_node:
3644         mas_reset(mas);
3645         return NULL;
3646 }
3647
3648 static void mte_destroy_walk(struct maple_enode *, struct maple_tree *);
3649 /*
3650  * mas_new_root() - Create a new root node that only contains the entry passed
3651  * in.
3652  * @mas: The maple state
3653  * @entry: The entry to store.
3654  *
3655  * Only valid when the index == 0 and the last == ULONG_MAX
3656  */
3657 static inline void mas_new_root(struct ma_state *mas, void *entry)
3658 {
3659         struct maple_enode *root = mas_root_locked(mas);
3660         enum maple_type type = maple_leaf_64;
3661         struct maple_node *node;
3662         void __rcu **slots;
3663         unsigned long *pivots;
3664
3665         if (!entry && !mas->index && mas->last == ULONG_MAX) {
3666                 mas->depth = 0;
3667                 mas_set_height(mas);
3668                 rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, entry);
3669                 mas->status = ma_start;
3670                 goto done;
3671         }
3672
3673         node = mas_pop_node(mas);
3674         pivots = ma_pivots(node, type);
3675         slots = ma_slots(node, type);
3676         node->parent = ma_parent_ptr(mas_tree_parent(mas));
3677         mas->node = mt_mk_node(node, type);
3678         mas->status = ma_active;
3679         rcu_assign_pointer(slots[0], entry);
3680         pivots[0] = mas->last;
3681         mas->depth = 1;
3682         mas_set_height(mas);
3683         rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, mte_mk_root(mas->node));
3684
3685 done:
3686         if (xa_is_node(root))
3687                 mte_destroy_walk(root, mas->tree);
3688
3689         return;
3690 }
3691 /*
3692  * mas_wr_spanning_store() - Create a subtree with the store operation completed
3693  * and new nodes where necessary, then place the sub-tree in the actual tree.
3694  * Note that mas is expected to point to the node which caused the store to
3695  * span.
3696  * @wr_mas: The maple write state
3697  */
3698 static noinline void mas_wr_spanning_store(struct ma_wr_state *wr_mas)
3699 {
3700         struct maple_subtree_state mast;
3701         struct maple_big_node b_node;
3702         struct ma_state *mas;
3703         unsigned char height;
3704
3705         /* Left and Right side of spanning store */
3706         MA_STATE(l_mas, NULL, 0, 0);
3707         MA_STATE(r_mas, NULL, 0, 0);
3708         MA_WR_STATE(r_wr_mas, &r_mas, wr_mas->entry);
3709         MA_WR_STATE(l_wr_mas, &l_mas, wr_mas->entry);
3710
3711         /*
3712          * A store operation that spans multiple nodes is called a spanning
3713          * store and is handled early in the store call stack by the function
3714          * mas_is_span_wr().  When a spanning store is identified, the maple
3715          * state is duplicated.  The first maple state walks the left tree path
3716          * to ``index``, the duplicate walks the right tree path to ``last``.
3717          * The data in the two nodes are combined into a single node, two nodes,
3718          * or possibly three nodes (see the 3-way split above).  A ``NULL``
3719          * written to the last entry of a node is considered a spanning store as
3720          * a rebalance is required for the operation to complete and an overflow
3721          * of data may happen.
3722          */
3723         mas = wr_mas->mas;
3724         trace_ma_op(__func__, mas);
3725
3726         if (unlikely(!mas->index && mas->last == ULONG_MAX))
3727                 return mas_new_root(mas, wr_mas->entry);
3728         /*
3729          * Node rebalancing may occur due to this store, so there may be three new
3730          * entries per level plus a new root.
3731          */
3732         height = mas_mt_height(mas);
3733
3734         /*
3735          * Set up right side.  Need to get to the next offset after the spanning
3736          * store to ensure it's not NULL and to combine both the next node and
3737          * the node with the start together.
3738          */
3739         r_mas = *mas;
3740         /* Avoid overflow, walk to next slot in the tree. */
3741         if (r_mas.last + 1)
3742                 r_mas.last++;
3743
3744         r_mas.index = r_mas.last;
3745         mas_wr_walk_index(&r_wr_mas);
3746         r_mas.last = r_mas.index = mas->last;
3747
3748         /* Set up left side. */
3749         l_mas = *mas;
3750         mas_wr_walk_index(&l_wr_mas);
3751
3752         if (!wr_mas->entry) {
3753                 mas_extend_spanning_null(&l_wr_mas, &r_wr_mas);
3754                 mas->offset = l_mas.offset;
3755                 mas->index = l_mas.index;
3756                 mas->last = l_mas.last = r_mas.last;
3757         }
3758
3759         /* expanding NULLs may make this cover the entire range */
3760         if (!l_mas.index && r_mas.last == ULONG_MAX) {
3761                 mas_set_range(mas, 0, ULONG_MAX);
3762                 return mas_new_root(mas, wr_mas->entry);
3763         }
3764
3765         memset(&b_node, 0, sizeof(struct maple_big_node));
3766         /* Copy l_mas and store the value in b_node. */
3767         mas_store_b_node(&l_wr_mas, &b_node, l_mas.end);
3768         /* Copy r_mas into b_node. */
3769         if (r_mas.offset <= r_mas.end)
3770                 mas_mab_cp(&r_mas, r_mas.offset, r_mas.end,
3771                            &b_node, b_node.b_end + 1);
3772         else
3773                 b_node.b_end++;
3774
3775         /* Stop spanning searches by searching for just index. */
3776         l_mas.index = l_mas.last = mas->index;
3777
3778         mast.bn = &b_node;
3779         mast.orig_l = &l_mas;
3780         mast.orig_r = &r_mas;
3781         /* Combine l_mas and r_mas and split them up evenly again. */
3782         return mas_spanning_rebalance(mas, &mast, height + 1);
3783 }
3784
3785 /*
3786  * mas_wr_node_store() - Attempt to store the value in a node
3787  * @wr_mas: The maple write state
3788  *
3789  * Attempts to reuse the node, but may allocate.
3790  */
3791 static inline void mas_wr_node_store(struct ma_wr_state *wr_mas,
3792                                      unsigned char new_end)
3793 {
3794         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3795         void __rcu **dst_slots;
3796         unsigned long *dst_pivots;
3797         unsigned char dst_offset, offset_end = wr_mas->offset_end;
3798         struct maple_node reuse, *newnode;
3799         unsigned char copy_size, node_pivots = mt_pivots[wr_mas->type];
3800         bool in_rcu = mt_in_rcu(mas->tree);
3801
3802         if (mas->last == wr_mas->end_piv)
3803                 offset_end++; /* don't copy this offset */
3804         else if (unlikely(wr_mas->r_max == ULONG_MAX))
3805                 mas_bulk_rebalance(mas, mas->end, wr_mas->type);
3806
3807         /* set up node. */
3808         if (in_rcu) {
3809                 newnode = mas_pop_node(mas);
3810         } else {
3811                 memset(&reuse, 0, sizeof(struct maple_node));
3812                 newnode = &reuse;
3813         }
3814
3815         newnode->parent = mas_mn(mas)->parent;
3816         dst_pivots = ma_pivots(newnode, wr_mas->type);
3817         dst_slots = ma_slots(newnode, wr_mas->type);
3818         /* Copy from start to insert point */
3819         memcpy(dst_pivots, wr_mas->pivots, sizeof(unsigned long) * mas->offset);
3820         memcpy(dst_slots, wr_mas->slots, sizeof(void *) * mas->offset);
3821
3822         /* Handle insert of new range starting after old range */
3823         if (wr_mas->r_min < mas->index) {
3824                 rcu_assign_pointer(dst_slots[mas->offset], wr_mas->content);
3825                 dst_pivots[mas->offset++] = mas->index - 1;
3826         }
3827
3828         /* Store the new entry and range end. */
3829         if (mas->offset < node_pivots)
3830                 dst_pivots[mas->offset] = mas->last;
3831         rcu_assign_pointer(dst_slots[mas->offset], wr_mas->entry);
3832
3833         /*
3834          * this range wrote to the end of the node or it overwrote the rest of
3835          * the data
3836          */
3837         if (offset_end > mas->end)
3838                 goto done;
3839
3840         dst_offset = mas->offset + 1;
3841         /* Copy to the end of node if necessary. */
3842         copy_size = mas->end - offset_end + 1;
3843         memcpy(dst_slots + dst_offset, wr_mas->slots + offset_end,
3844                sizeof(void *) * copy_size);
3845         memcpy(dst_pivots + dst_offset, wr_mas->pivots + offset_end,
3846                sizeof(unsigned long) * (copy_size - 1));
3847
3848         if (new_end < node_pivots)
3849                 dst_pivots[new_end] = mas->max;
3850
3851 done:
3852         mas_leaf_set_meta(newnode, maple_leaf_64, new_end);
3853         if (in_rcu) {
3854                 struct maple_enode *old_enode = mas->node;
3855
3856                 mas->node = mt_mk_node(newnode, wr_mas->type);
3857                 mas_replace_node(mas, old_enode);
3858         } else {
3859                 memcpy(wr_mas->node, newnode, sizeof(struct maple_node));
3860         }
3861         trace_ma_write(__func__, mas, 0, wr_mas->entry);
3862         mas_update_gap(mas);
3863         mas->end = new_end;
3864         return;
3865 }
3866
3867 /*
3868  * mas_wr_slot_store: Attempt to store a value in a slot.
3869  * @wr_mas: the maple write state
3870  */
3871 static inline void mas_wr_slot_store(struct ma_wr_state *wr_mas)
3872 {
3873         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3874         unsigned char offset = mas->offset;
3875         void __rcu **slots = wr_mas->slots;
3876         bool gap = false;
3877
3878         gap |= !mt_slot_locked(mas->tree, slots, offset);
3879         gap |= !mt_slot_locked(mas->tree, slots, offset + 1);
3880
3881         if (wr_mas->offset_end - offset == 1) {
3882                 if (mas->index == wr_mas->r_min) {
3883                         /* Overwriting the range and a part of the next one */
3884                         rcu_assign_pointer(slots[offset], wr_mas->entry);
3885                         wr_mas->pivots[offset] = mas->last;
3886                 } else {
3887                         /* Overwriting a part of the range and the next one */
3888                         rcu_assign_pointer(slots[offset + 1], wr_mas->entry);
3889                         wr_mas->pivots[offset] = mas->index - 1;
3890                         mas->offset++; /* Keep mas accurate. */
3891                 }
3892         } else if (!mt_in_rcu(mas->tree)) {
3893                 /*
3894                  * Expand the range, only partially overwriting the previous and
3895                  * next ranges
3896                  */
3897                 gap |= !mt_slot_locked(mas->tree, slots, offset + 2);
3898                 rcu_assign_pointer(slots[offset + 1], wr_mas->entry);
3899                 wr_mas->pivots[offset] = mas->index - 1;
3900                 wr_mas->pivots[offset + 1] = mas->last;
3901                 mas->offset++; /* Keep mas accurate. */
3902         } else {
3903                 return;
3904         }
3905
3906         trace_ma_write(__func__, mas, 0, wr_mas->entry);
3907         /*
3908          * Only update gap when the new entry is empty or there is an empty
3909          * entry in the original two ranges.
3910          */
3911         if (!wr_mas->entry || gap)
3912                 mas_update_gap(mas);
3913
3914         return;
3915 }
3916
3917 static inline void mas_wr_extend_null(struct ma_wr_state *wr_mas)
3918 {
3919         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3920
3921         if (!wr_mas->slots[wr_mas->offset_end]) {
3922                 /* If this one is null, the next and prev are not */
3923                 mas->last = wr_mas->end_piv;
3924         } else {
3925                 /* Check next slot(s) if we are overwriting the end */
3926                 if ((mas->last == wr_mas->end_piv) &&
3927                     (mas->end != wr_mas->offset_end) &&
3928                     !wr_mas->slots[wr_mas->offset_end + 1]) {
3929                         wr_mas->offset_end++;
3930                         if (wr_mas->offset_end == mas->end)
3931                                 mas->last = mas->max;
3932                         else
3933                                 mas->last = wr_mas->pivots[wr_mas->offset_end];
3934                         wr_mas->end_piv = mas->last;
3935                 }
3936         }
3937
3938         if (!wr_mas->content) {
3939                 /* If this one is null, the next and prev are not */
3940                 mas->index = wr_mas->r_min;
3941         } else {
3942                 /* Check prev slot if we are overwriting the start */
3943                 if (mas->index == wr_mas->r_min && mas->offset &&
3944                     !wr_mas->slots[mas->offset - 1]) {
3945                         mas->offset--;
3946                         wr_mas->r_min = mas->index =
3947                                 mas_safe_min(mas, wr_mas->pivots, mas->offset);
3948                         wr_mas->r_max = wr_mas->pivots[mas->offset];
3949                 }
3950         }
3951 }
3952
3953 static inline void mas_wr_end_piv(struct ma_wr_state *wr_mas)
3954 {
3955         while ((wr_mas->offset_end < wr_mas->mas->end) &&
3956                (wr_mas->mas->last > wr_mas->pivots[wr_mas->offset_end]))
3957                 wr_mas->offset_end++;
3958
3959         if (wr_mas->offset_end < wr_mas->mas->end)
3960                 wr_mas->end_piv = wr_mas->pivots[wr_mas->offset_end];
3961         else
3962                 wr_mas->end_piv = wr_mas->mas->max;
3963 }
3964
3965 static inline unsigned char mas_wr_new_end(struct ma_wr_state *wr_mas)
3966 {
3967         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3968         unsigned char new_end = mas->end + 2;
3969
3970         new_end -= wr_mas->offset_end - mas->offset;
3971         if (wr_mas->r_min == mas->index)
3972                 new_end--;
3973
3974         if (wr_mas->end_piv == mas->last)
3975                 new_end--;
3976
3977         return new_end;
3978 }
3979
3980 /*
3981  * mas_wr_append: Attempt to append
3982  * @wr_mas: the maple write state
3983  * @new_end: The end of the node after the modification
3984  *
3985  * This is currently unsafe in rcu mode since the end of the node may be cached
3986  * by readers while the node contents may be updated which could result in
3987  * inaccurate information.
3988  */
3989 static inline void mas_wr_append(struct ma_wr_state *wr_mas,
3990                 unsigned char new_end)
3991 {
3992         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3993         void __rcu **slots;
3994         unsigned char end = mas->end;
3995
3996         if (new_end < mt_pivots[wr_mas->type]) {
3997                 wr_mas->pivots[new_end] = wr_mas->pivots[end];
3998                 ma_set_meta(wr_mas->node, wr_mas->type, 0, new_end);
3999         }
4000
4001         slots = wr_mas->slots;
4002         if (new_end == end + 1) {
4003                 if (mas->last == wr_mas->r_max) {
4004                         /* Append to end of range */
4005                         rcu_assign_pointer(slots[new_end], wr_mas->entry);
4006                         wr_mas->pivots[end] = mas->index - 1;
4007                         mas->offset = new_end;
4008                 } else {
4009                         /* Append to start of range */
4010                         rcu_assign_pointer(slots[new_end], wr_mas->content);
4011                         wr_mas->pivots[end] = mas->last;
4012                         rcu_assign_pointer(slots[end], wr_mas->entry);
4013                 }
4014         } else {
4015                 /* Append to the range without touching any boundaries. */
4016                 rcu_assign_pointer(slots[new_end], wr_mas->content);
4017                 wr_mas->pivots[end + 1] = mas->last;
4018                 rcu_assign_pointer(slots[end + 1], wr_mas->entry);
4019                 wr_mas->pivots[end] = mas->index - 1;
4020                 mas->offset = end + 1;
4021         }
4022
4023         if (!wr_mas->content || !wr_mas->entry)
4024                 mas_update_gap(mas);
4025
4026         mas->end = new_end;
4027         trace_ma_write(__func__, mas, new_end, wr_mas->entry);
4028         return;
4029 }
4030
4031 /*
4032  * mas_wr_bnode() - Slow path for a modification.
4033  * @wr_mas: The write maple state
4034  *
4035  * This is where split, rebalance end up.
4036  */
4037 static void mas_wr_bnode(struct ma_wr_state *wr_mas)
4038 {
4039         struct maple_big_node b_node;
4040
4041         trace_ma_write(__func__, wr_mas->mas, 0, wr_mas->entry);
4042         memset(&b_node, 0, sizeof(struct maple_big_node));
4043         mas_store_b_node(wr_mas, &b_node, wr_mas->offset_end);
4044         mas_commit_b_node(wr_mas, &b_node);
4045 }
4046
4047 /*
4048  * mas_wr_store_entry() - Internal call to store a value
4049  * @wr_mas: The maple write state
4050  */
4051 static inline void mas_wr_store_entry(struct ma_wr_state *wr_mas)
4052 {
4053         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4054         unsigned char new_end = mas_wr_new_end(wr_mas);
4055
4056         switch (mas->store_type) {
4057         case wr_invalid:
4058                 MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
4059                 return;
4060         case wr_new_root:
4061                 mas_new_root(mas, wr_mas->entry);
4062                 break;
4063         case wr_store_root:
4064                 mas_store_root(mas, wr_mas->entry);
4065                 break;
4066         case wr_exact_fit:
4067                 rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[mas->offset], wr_mas->entry);
4068                 if (!!wr_mas->entry ^ !!wr_mas->content)
4069                         mas_update_gap(mas);
4070                 break;
4071         case wr_append:
4072                 mas_wr_append(wr_mas, new_end);
4073                 break;
4074         case wr_slot_store:
4075                 mas_wr_slot_store(wr_mas);
4076                 break;
4077         case wr_node_store:
4078                 mas_wr_node_store(wr_mas, new_end);
4079                 break;
4080         case wr_spanning_store:
4081                 mas_wr_spanning_store(wr_mas);
4082                 break;
4083         case wr_split_store:
4084         case wr_rebalance:
4085                 mas_wr_bnode(wr_mas);
4086                 break;
4087         }
4088
4089         return;
4090 }
4091
4092 static inline void mas_wr_prealloc_setup(struct ma_wr_state *wr_mas)
4093 {
4094         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4095
4096         if (!mas_is_active(mas)) {
4097                 if (mas_is_start(mas))
4098                         goto set_content;
4099
4100                 if (unlikely(mas_is_paused(mas)))
4101                         goto reset;
4102
4103                 if (unlikely(mas_is_none(mas)))
4104                         goto reset;
4105
4106                 if (unlikely(mas_is_overflow(mas)))
4107                         goto reset;
4108
4109                 if (unlikely(mas_is_underflow(mas)))
4110                         goto reset;
4111         }
4112
4113         /*
4114          * A less strict version of mas_is_span_wr() where we allow spanning
4115          * writes within this node.  This is to stop partial walks in
4116          * mas_prealloc() from being reset.
4117          */
4118         if (mas->last > mas->max)
4119                 goto reset;
4120
4121         if (wr_mas->entry)
4122                 goto set_content;
4123
4124         if (mte_is_leaf(mas->node) && mas->last == mas->max)
4125                 goto reset;
4126
4127         goto set_content;
4128
4129 reset:
4130         mas_reset(mas);
4131 set_content:
4132         wr_mas->content = mas_start(mas);
4133 }
4134
4135 /**
4136  * mas_prealloc_calc() - Calculate number of nodes needed for a
4137  * given store oepration
4138  * @mas: The maple state
4139  * @entry: The entry to store into the tree
4140  *
4141  * Return: Number of nodes required for preallocation.
4142  */
4143 static inline int mas_prealloc_calc(struct ma_state *mas, void *entry)
4144 {
4145         int ret = mas_mt_height(mas) * 3 + 1;
4146
4147         switch (mas->store_type) {
4148         case wr_invalid:
4149                 WARN_ON_ONCE(1);
4150                 break;
4151         case wr_new_root:
4152                 ret = 1;
4153                 break;
4154         case wr_store_root:
4155                 if (likely((mas->last != 0) || (mas->index != 0)))
4156                         ret = 1;
4157                 else if (((unsigned long) (entry) & 3) == 2)
4158                         ret = 1;
4159                 else
4160                         ret = 0;
4161                 break;
4162         case wr_spanning_store:
4163                 ret =  mas_mt_height(mas) * 3 + 1;
4164                 break;
4165         case wr_split_store:
4166                 ret =  mas_mt_height(mas) * 2 + 1;
4167                 break;
4168         case wr_rebalance:
4169                 ret =  mas_mt_height(mas) * 2 - 1;
4170                 break;
4171         case wr_node_store:
4172                 ret = mt_in_rcu(mas->tree) ? 1 : 0;
4173                 break;
4174         case wr_append:
4175         case wr_exact_fit:
4176         case wr_slot_store:
4177                 ret = 0;
4178         }
4179
4180         return ret;
4181 }
4182
4183 /*
4184  * mas_wr_store_type() - Set the store type for a given
4185  * store operation.
4186  * @wr_mas: The maple write state
4187  */
4188 static inline void mas_wr_store_type(struct ma_wr_state *wr_mas)
4189 {
4190         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4191         unsigned char new_end;
4192
4193         if (unlikely(mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas))) {
4194                 mas->store_type = wr_store_root;
4195                 return;
4196         }
4197
4198         if (unlikely(!mas_wr_walk(wr_mas))) {
4199                 mas->store_type = wr_spanning_store;
4200                 return;
4201         }
4202
4203         /* At this point, we are at the leaf node that needs to be altered. */
4204         mas_wr_end_piv(wr_mas);
4205         if (!wr_mas->entry)
4206                 mas_wr_extend_null(wr_mas);
4207
4208         new_end = mas_wr_new_end(wr_mas);
4209         if ((wr_mas->r_min == mas->index) && (wr_mas->r_max == mas->last)) {
4210                 mas->store_type = wr_exact_fit;
4211                 return;
4212         }
4213
4214         if (unlikely(!mas->index && mas->last == ULONG_MAX)) {
4215                 mas->store_type = wr_new_root;
4216                 return;
4217         }
4218
4219         /* Potential spanning rebalance collapsing a node */
4220         if (new_end < mt_min_slots[wr_mas->type]) {
4221                 if (!mte_is_root(mas->node)) {
4222                         mas->store_type = wr_rebalance;
4223                         return;
4224                 }
4225                 mas->store_type = wr_node_store;
4226                 return;
4227         }
4228
4229         if (new_end >= mt_slots[wr_mas->type]) {
4230                 mas->store_type = wr_split_store;
4231                 return;
4232         }
4233
4234         if (!mt_in_rcu(mas->tree) && (mas->offset == mas->end)) {
4235                 mas->store_type = wr_append;
4236                 return;
4237         }
4238
4239         if ((new_end == mas->end) && (!mt_in_rcu(mas->tree) ||
4240                 (wr_mas->offset_end - mas->offset == 1))) {
4241                 mas->store_type = wr_slot_store;
4242                 return;
4243         }
4244
4245         if (mte_is_root(mas->node) || (new_end >= mt_min_slots[wr_mas->type]) ||
4246                 (mas->mas_flags & MA_STATE_BULK)) {
4247                 mas->store_type = wr_node_store;
4248                 return;
4249         }
4250
4251         mas->store_type = wr_invalid;
4252         MAS_WARN_ON(mas, 1);
4253 }
4254
4255 /**
4256  * mas_wr_preallocate() - Preallocate enough nodes for a store operation
4257  * @wr_mas: The maple write state
4258  * @entry: The entry that will be stored
4259  *
4260  */
4261 static inline void mas_wr_preallocate(struct ma_wr_state *wr_mas, void *entry)
4262 {
4263         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4264         int request;
4265
4266         mas_wr_prealloc_setup(wr_mas);
4267         mas_wr_store_type(wr_mas);
4268         request = mas_prealloc_calc(mas, entry);
4269         if (!request)
4270                 return;
4271
4272         mas_node_count(mas, request);
4273 }
4274
4275 /**
4276  * mas_insert() - Internal call to insert a value
4277  * @mas: The maple state
4278  * @entry: The entry to store
4279  *
4280  * Return: %NULL or the contents that already exists at the requested index
4281  * otherwise.  The maple state needs to be checked for error conditions.
4282  */
4283 static inline void *mas_insert(struct ma_state *mas, void *entry)
4284 {
4285         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
4286
4287         /*
4288          * Inserting a new range inserts either 0, 1, or 2 pivots within the
4289          * tree.  If the insert fits exactly into an existing gap with a value
4290          * of NULL, then the slot only needs to be written with the new value.
4291          * If the range being inserted is adjacent to another range, then only a
4292          * single pivot needs to be inserted (as well as writing the entry).  If
4293          * the new range is within a gap but does not touch any other ranges,
4294          * then two pivots need to be inserted: the start - 1, and the end.  As
4295          * usual, the entry must be written.  Most operations require a new node
4296          * to be allocated and replace an existing node to ensure RCU safety,
4297          * when in RCU mode.  The exception to requiring a newly allocated node
4298          * is when inserting at the end of a node (appending).  When done
4299          * carefully, appending can reuse the node in place.
4300          */
4301         wr_mas.content = mas_start(mas);
4302         if (wr_mas.content)
4303                 goto exists;
4304
4305         mas_wr_preallocate(&wr_mas, entry);
4306         if (mas_is_err(mas))
4307                 return NULL;
4308
4309         /* spanning writes always overwrite something */
4310         if (mas->store_type == wr_spanning_store)
4311                 goto exists;
4312
4313         /* At this point, we are at the leaf node that needs to be altered. */
4314         if (mas->store_type != wr_new_root && mas->store_type != wr_store_root) {
4315                 wr_mas.offset_end = mas->offset;
4316                 wr_mas.end_piv = wr_mas.r_max;
4317
4318                 if (wr_mas.content || (mas->last > wr_mas.r_max))
4319                         goto exists;
4320         }
4321
4322         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
4323         return wr_mas.content;
4324
4325 exists:
4326         mas_set_err(mas, -EEXIST);
4327         return wr_mas.content;
4328
4329 }
4330
4331 /**
4332  * mas_alloc_cyclic() - Internal call to find somewhere to store an entry
4333  * @mas: The maple state.
4334  * @startp: Pointer to ID.
4335  * @range_lo: Lower bound of range to search.
4336  * @range_hi: Upper bound of range to search.
4337  * @entry: The entry to store.
4338  * @next: Pointer to next ID to allocate.
4339  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
4340  *
4341  * Return: 0 if the allocation succeeded without wrapping, 1 if the
4342  * allocation succeeded after wrapping, or -EBUSY if there are no
4343  * free entries.
4344  */
4345 int mas_alloc_cyclic(struct ma_state *mas, unsigned long *startp,
4346                 void *entry, unsigned long range_lo, unsigned long range_hi,
4347                 unsigned long *next, gfp_t gfp)
4348 {
4349         unsigned long min = range_lo;
4350         int ret = 0;
4351
4352         range_lo = max(min, *next);
4353         ret = mas_empty_area(mas, range_lo, range_hi, 1);
4354         if ((mas->tree->ma_flags & MT_FLAGS_ALLOC_WRAPPED) && ret == 0) {
4355                 mas->tree->ma_flags &= ~MT_FLAGS_ALLOC_WRAPPED;
4356                 ret = 1;
4357         }
4358         if (ret < 0 && range_lo > min) {
4359                 ret = mas_empty_area(mas, min, range_hi, 1);
4360                 if (ret == 0)
4361                         ret = 1;
4362         }
4363         if (ret < 0)
4364                 return ret;
4365
4366         do {
4367                 mas_insert(mas, entry);
4368         } while (mas_nomem(mas, gfp));
4369         if (mas_is_err(mas))
4370                 return xa_err(mas->node);
4371
4372         *startp = mas->index;
4373         *next = *startp + 1;
4374         if (*next == 0)
4375                 mas->tree->ma_flags |= MT_FLAGS_ALLOC_WRAPPED;
4376
4377         mas_destroy(mas);
4378         return ret;
4379 }
4380 EXPORT_SYMBOL(mas_alloc_cyclic);
4381
4382 static __always_inline void mas_rewalk(struct ma_state *mas, unsigned long index)
4383 {
4384 retry:
4385         mas_set(mas, index);
4386         mas_state_walk(mas);
4387         if (mas_is_start(mas))
4388                 goto retry;
4389 }
4390
4391 static __always_inline bool mas_rewalk_if_dead(struct ma_state *mas,
4392                 struct maple_node *node, const unsigned long index)
4393 {
4394         if (unlikely(ma_dead_node(node))) {
4395                 mas_rewalk(mas, index);
4396                 return true;
4397         }
4398         return false;
4399 }
4400
4401 /*
4402  * mas_prev_node() - Find the prev non-null entry at the same level in the
4403  * tree.  The prev value will be mas->node[mas->offset] or the status will be
4404  * ma_none.
4405  * @mas: The maple state
4406  * @min: The lower limit to search
4407  *
4408  * The prev node value will be mas->node[mas->offset] or the status will be
4409  * ma_none.
4410  * Return: 1 if the node is dead, 0 otherwise.
4411  */
4412 static int mas_prev_node(struct ma_state *mas, unsigned long min)
4413 {
4414         enum maple_type mt;
4415         int offset, level;
4416         void __rcu **slots;
4417         struct maple_node *node;
4418         unsigned long *pivots;
4419         unsigned long max;
4420
4421         node = mas_mn(mas);
4422         if (!mas->min)
4423                 goto no_entry;
4424
4425         max = mas->min - 1;
4426         if (max < min)
4427                 goto no_entry;
4428
4429         level = 0;
4430         do {
4431                 if (ma_is_root(node))
4432                         goto no_entry;
4433
4434                 /* Walk up. */
4435                 if (unlikely(mas_ascend(mas)))
4436                         return 1;
4437                 offset = mas->offset;
4438                 level++;
4439                 node = mas_mn(mas);
4440         } while (!offset);
4441
4442         offset--;
4443         mt = mte_node_type(mas->node);
4444         while (level > 1) {
4445                 level--;
4446                 slots = ma_slots(node, mt);
4447                 mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
4448                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4449                         return 1;
4450
4451                 mt = mte_node_type(mas->node);
4452                 node = mas_mn(mas);
4453                 pivots = ma_pivots(node, mt);
4454                 offset = ma_data_end(node, mt, pivots, max);
4455                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4456                         return 1;
4457         }
4458
4459         slots = ma_slots(node, mt);
4460         mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
4461         pivots = ma_pivots(node, mt);
4462         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4463                 return 1;
4464
4465         if (likely(offset))
4466                 mas->min = pivots[offset - 1] + 1;
4467         mas->max = max;
4468         mas->offset = mas_data_end(mas);
4469         if (unlikely(mte_dead_node(mas->node)))
4470                 return 1;
4471
4472         mas->end = mas->offset;
4473         return 0;
4474
4475 no_entry:
4476         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4477                 return 1;
4478
4479         mas->status = ma_underflow;
4480         return 0;
4481 }
4482
4483 /*
4484  * mas_prev_slot() - Get the entry in the previous slot
4485  *
4486  * @mas: The maple state
4487  * @min: The minimum starting range
4488  * @empty: Can be empty
4489  *
4490  * Return: The entry in the previous slot which is possibly NULL
4491  */
4492 static void *mas_prev_slot(struct ma_state *mas, unsigned long min, bool empty)
4493 {
4494         void *entry;
4495         void __rcu **slots;
4496         unsigned long pivot;
4497         enum maple_type type;
4498         unsigned long *pivots;
4499         struct maple_node *node;
4500         unsigned long save_point = mas->index;
4501
4502 retry:
4503         node = mas_mn(mas);
4504         type = mte_node_type(mas->node);
4505         pivots = ma_pivots(node, type);
4506         if (unlikely(mas_rewalk_if_dead(mas, node, save_point)))
4507                 goto retry;
4508
4509         if (mas->min <= min) {
4510                 pivot = mas_safe_min(mas, pivots, mas->offset);
4511
4512                 if (unlikely(mas_rewalk_if_dead(mas, node, save_point)))
4513                         goto retry;
4514
4515                 if (pivot <= min)
4516                         goto underflow;
4517         }
4518
4519 again:
4520         if (likely(mas->offset)) {
4521                 mas->offset--;
4522                 mas->last = mas->index - 1;
4523                 mas->index = mas_safe_min(mas, pivots, mas->offset);
4524         } else  {
4525                 if (mas->index <= min)
4526                         goto underflow;
4527
4528                 if (mas_prev_node(mas, min)) {
4529                         mas_rewalk(mas, save_point);
4530                         goto retry;
4531                 }
4532
4533                 if (WARN_ON_ONCE(mas_is_underflow(mas)))
4534                         return NULL;
4535
4536                 mas->last = mas->max;
4537                 node = mas_mn(mas);
4538                 type = mte_node_type(mas->node);
4539                 pivots = ma_pivots(node, type);
4540                 mas->index = pivots[mas->offset - 1] + 1;
4541         }
4542
4543         slots = ma_slots(node, type);
4544         entry = mas_slot(mas, slots, mas->offset);
4545         if (unlikely(mas_rewalk_if_dead(mas, node, save_point)))
4546                 goto retry;
4547
4548
4549         if (likely(entry))
4550                 return entry;
4551
4552         if (!empty) {
4553                 if (mas->index <= min) {
4554                         mas->status = ma_underflow;
4555                         return NULL;
4556                 }
4557
4558                 goto again;
4559         }
4560
4561         return entry;
4562
4563 underflow:
4564         mas->status = ma_underflow;
4565         return NULL;
4566 }
4567
4568 /*
4569  * mas_next_node() - Get the next node at the same level in the tree.
4570  * @mas: The maple state
4571  * @node: The maple node
4572  * @max: The maximum pivot value to check.
4573  *
4574  * The next value will be mas->node[mas->offset] or the status will have
4575  * overflowed.
4576  * Return: 1 on dead node, 0 otherwise.
4577  */
4578 static int mas_next_node(struct ma_state *mas, struct maple_node *node,
4579                 unsigned long max)
4580 {
4581         unsigned long min;
4582         unsigned long *pivots;
4583         struct maple_enode *enode;
4584         struct maple_node *tmp;
4585         int level = 0;
4586         unsigned char node_end;
4587         enum maple_type mt;
4588         void __rcu **slots;
4589
4590         if (mas->max >= max)
4591                 goto overflow;
4592
4593         min = mas->max + 1;
4594         level = 0;
4595         do {
4596                 if (ma_is_root(node))
4597                         goto overflow;
4598
4599                 /* Walk up. */
4600                 if (unlikely(mas_ascend(mas)))
4601                         return 1;
4602
4603                 level++;
4604                 node = mas_mn(mas);
4605                 mt = mte_node_type(mas->node);
4606                 pivots = ma_pivots(node, mt);
4607                 node_end = ma_data_end(node, mt, pivots, mas->max);
4608                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4609                         return 1;
4610
4611         } while (unlikely(mas->offset == node_end));
4612
4613         slots = ma_slots(node, mt);
4614         mas->offset++;
4615         enode = mas_slot(mas, slots, mas->offset);
4616         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4617                 return 1;
4618
4619         if (level > 1)
4620                 mas->offset = 0;
4621
4622         while (unlikely(level > 1)) {
4623                 level--;
4624                 mas->node = enode;
4625                 node = mas_mn(mas);
4626                 mt = mte_node_type(mas->node);
4627                 slots = ma_slots(node, mt);
4628                 enode = mas_slot(mas, slots, 0);
4629                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4630                         return 1;
4631         }
4632
4633         if (!mas->offset)
4634                 pivots = ma_pivots(node, mt);
4635
4636         mas->max = mas_safe_pivot(mas, pivots, mas->offset, mt);
4637         tmp = mte_to_node(enode);
4638         mt = mte_node_type(enode);
4639         pivots = ma_pivots(tmp, mt);
4640         mas->end = ma_data_end(tmp, mt, pivots, mas->max);
4641         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4642                 return 1;
4643
4644         mas->node = enode;
4645         mas->min = min;
4646         return 0;
4647
4648 overflow:
4649         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4650                 return 1;
4651
4652         mas->status = ma_overflow;
4653         return 0;
4654 }
4655
4656 /*
4657  * mas_next_slot() - Get the entry in the next slot
4658  *
4659  * @mas: The maple state
4660  * @max: The maximum starting range
4661  * @empty: Can be empty
4662  *
4663  * Return: The entry in the next slot which is possibly NULL
4664  */
4665 static void *mas_next_slot(struct ma_state *mas, unsigned long max, bool empty)
4666 {
4667         void __rcu **slots;
4668         unsigned long *pivots;
4669         unsigned long pivot;
4670         enum maple_type type;
4671         struct maple_node *node;
4672         unsigned long save_point = mas->last;
4673         void *entry;
4674
4675 retry:
4676         node = mas_mn(mas);
4677         type = mte_node_type(mas->node);
4678         pivots = ma_pivots(node, type);
4679         if (unlikely(mas_rewalk_if_dead(mas, node, save_point)))
4680                 goto retry;
4681
4682         if (mas->max >= max) {
4683                 if (likely(mas->offset < mas->end))
4684                         pivot = pivots[mas->offset];
4685                 else
4686                         pivot = mas->max;
4687
4688                 if (unlikely(mas_rewalk_if_dead(mas, node, save_point)))
4689                         goto retry;
4690
4691                 if (pivot >= max) { /* Was at the limit, next will extend beyond */
4692                         mas->status = ma_overflow;
4693                         return NULL;
4694                 }
4695         }
4696
4697         if (likely(mas->offset < mas->end)) {
4698                 mas->index = pivots[mas->offset] + 1;
4699 again:
4700                 mas->offset++;
4701                 if (likely(mas->offset < mas->end))
4702                         mas->last = pivots[mas->offset];
4703                 else
4704                         mas->last = mas->max;
4705         } else  {
4706                 if (mas->last >= max) {
4707                         mas->status = ma_overflow;
4708                         return NULL;
4709                 }
4710
4711                 if (mas_next_node(mas, node, max)) {
4712                         mas_rewalk(mas, save_point);
4713                         goto retry;
4714                 }
4715
4716                 if (WARN_ON_ONCE(mas_is_overflow(mas)))
4717                         return NULL;
4718
4719                 mas->offset = 0;
4720                 mas->index = mas->min;
4721                 node = mas_mn(mas);
4722                 type = mte_node_type(mas->node);
4723                 pivots = ma_pivots(node, type);
4724                 mas->last = pivots[0];
4725         }
4726
4727         slots = ma_slots(node, type);
4728         entry = mt_slot(mas->tree, slots, mas->offset);
4729         if (unlikely(mas_rewalk_if_dead(mas, node, save_point)))
4730                 goto retry;
4731
4732         if (entry)
4733                 return entry;
4734
4735
4736         if (!empty) {
4737                 if (mas->last >= max) {
4738                         mas->status = ma_overflow;
4739                         return NULL;
4740                 }
4741
4742                 mas->index = mas->last + 1;
4743                 goto again;
4744         }
4745
4746         return entry;
4747 }
4748
4749 /*
4750  * mas_next_entry() - Internal function to get the next entry.
4751  * @mas: The maple state
4752  * @limit: The maximum range start.
4753  *
4754  * Set the @mas->node to the next entry and the range_start to
4755  * the beginning value for the entry.  Does not check beyond @limit.
4756  * Sets @mas->index and @mas->last to the range, Does not update @mas->index and
4757  * @mas->last on overflow.
4758  * Restarts on dead nodes.
4759  *
4760  * Return: the next entry or %NULL.
4761  */
4762 static inline void *mas_next_entry(struct ma_state *mas, unsigned long limit)
4763 {
4764         if (mas->last >= limit) {
4765                 mas->status = ma_overflow;
4766                 return NULL;
4767         }
4768
4769         return mas_next_slot(mas, limit, false);
4770 }
4771
4772 /*
4773  * mas_rev_awalk() - Internal function.  Reverse allocation walk.  Find the
4774  * highest gap address of a given size in a given node and descend.
4775  * @mas: The maple state
4776  * @size: The needed size.
4777  *
4778  * Return: True if found in a leaf, false otherwise.
4779  *
4780  */
4781 static bool mas_rev_awalk(struct ma_state *mas, unsigned long size,
4782                 unsigned long *gap_min, unsigned long *gap_max)
4783 {
4784         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
4785         struct maple_node *node = mas_mn(mas);
4786         unsigned long *pivots, *gaps;
4787         void __rcu **slots;
4788         unsigned long gap = 0;
4789         unsigned long max, min;
4790         unsigned char offset;
4791
4792         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
4793                 return true;
4794
4795         if (ma_is_dense(type)) {
4796                 /* dense nodes. */
4797                 mas->offset = (unsigned char)(mas->index - mas->min);
4798                 return true;
4799         }
4800
4801         pivots = ma_pivots(node, type);
4802         slots = ma_slots(node, type);
4803         gaps = ma_gaps(node, type);
4804         offset = mas->offset;
4805         min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4806         /* Skip out of bounds. */
4807         while (mas->last < min)
4808                 min = mas_safe_min(mas, pivots, --offset);
4809
4810         max = mas_safe_pivot(mas, pivots, offset, type);
4811         while (mas->index <= max) {
4812                 gap = 0;
4813                 if (gaps)
4814                         gap = gaps[offset];
4815                 else if (!mas_slot(mas, slots, offset))
4816                         gap = max - min + 1;
4817
4818                 if (gap) {
4819                         if ((size <= gap) && (size <= mas->last - min + 1))
4820                                 break;
4821
4822                         if (!gaps) {
4823                                 /* Skip the next slot, it cannot be a gap. */
4824                                 if (offset < 2)
4825                                         goto ascend;
4826
4827                                 offset -= 2;
4828                                 max = pivots[offset];
4829                                 min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4830                                 continue;
4831                         }
4832                 }
4833
4834                 if (!offset)
4835                         goto ascend;
4836
4837                 offset--;
4838                 max = min - 1;
4839                 min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4840         }
4841
4842         if (unlikely((mas->index > max) || (size - 1 > max - mas->index)))
4843                 goto no_space;
4844
4845         if (unlikely(ma_is_leaf(type))) {
4846                 mas->offset = offset;
4847                 *gap_min = min;
4848                 *gap_max = min + gap - 1;
4849                 return true;
4850         }
4851
4852         /* descend, only happens under lock. */
4853         mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
4854         mas->min = min;
4855         mas->max = max;
4856         mas->offset = mas_data_end(mas);
4857         return false;
4858
4859 ascend:
4860         if (!mte_is_root(mas->node))
4861                 return false;
4862
4863 no_space:
4864         mas_set_err(mas, -EBUSY);
4865         return false;
4866 }
4867
4868 static inline bool mas_anode_descend(struct ma_state *mas, unsigned long size)
4869 {
4870         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
4871         unsigned long pivot, min, gap = 0;
4872         unsigned char offset, data_end;
4873         unsigned long *gaps, *pivots;
4874         void __rcu **slots;
4875         struct maple_node *node;
4876         bool found = false;
4877
4878         if (ma_is_dense(type)) {
4879                 mas->offset = (unsigned char)(mas->index - mas->min);
4880                 return true;
4881         }
4882
4883         node = mas_mn(mas);
4884         pivots = ma_pivots(node, type);
4885         slots = ma_slots(node, type);
4886         gaps = ma_gaps(node, type);
4887         offset = mas->offset;
4888         min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4889         data_end = ma_data_end(node, type, pivots, mas->max);
4890         for (; offset <= data_end; offset++) {
4891                 pivot = mas_safe_pivot(mas, pivots, offset, type);
4892
4893                 /* Not within lower bounds */
4894                 if (mas->index > pivot)
4895                         goto next_slot;
4896
4897                 if (gaps)
4898                         gap = gaps[offset];
4899                 else if (!mas_slot(mas, slots, offset))
4900                         gap = min(pivot, mas->last) - max(mas->index, min) + 1;
4901                 else
4902                         goto next_slot;
4903
4904                 if (gap >= size) {
4905                         if (ma_is_leaf(type)) {
4906                                 found = true;
4907                                 goto done;
4908                         }
4909                         if (mas->index <= pivot) {
4910                                 mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
4911                                 mas->min = min;
4912                                 mas->max = pivot;
4913                                 offset = 0;
4914                                 break;
4915                         }
4916                 }
4917 next_slot:
4918                 min = pivot + 1;
4919                 if (mas->last <= pivot) {
4920                         mas_set_err(mas, -EBUSY);
4921                         return true;
4922                 }
4923         }
4924
4925         if (mte_is_root(mas->node))
4926                 found = true;
4927 done:
4928         mas->offset = offset;
4929         return found;
4930 }
4931
4932 /**
4933  * mas_walk() - Search for @mas->index in the tree.
4934  * @mas: The maple state.
4935  *
4936  * mas->index and mas->last will be set to the range if there is a value.  If
4937  * mas->status is ma_none, reset to ma_start
4938  *
4939  * Return: the entry at the location or %NULL.
4940  */
4941 void *mas_walk(struct ma_state *mas)
4942 {
4943         void *entry;
4944
4945         if (!mas_is_active(mas) || !mas_is_start(mas))
4946                 mas->status = ma_start;
4947 retry:
4948         entry = mas_state_walk(mas);
4949         if (mas_is_start(mas)) {
4950                 goto retry;
4951         } else if (mas_is_none(mas)) {
4952                 mas->index = 0;
4953                 mas->last = ULONG_MAX;
4954         } else if (mas_is_ptr(mas)) {
4955                 if (!mas->index) {
4956                         mas->last = 0;
4957                         return entry;
4958                 }
4959
4960                 mas->index = 1;
4961                 mas->last = ULONG_MAX;
4962                 mas->status = ma_none;
4963                 return NULL;
4964         }
4965
4966         return entry;
4967 }
4968 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_walk);
4969
4970 static inline bool mas_rewind_node(struct ma_state *mas)
4971 {
4972         unsigned char slot;
4973
4974         do {
4975                 if (mte_is_root(mas->node)) {
4976                         slot = mas->offset;
4977                         if (!slot)
4978                                 return false;
4979                 } else {
4980                         mas_ascend(mas);
4981                         slot = mas->offset;
4982                 }
4983         } while (!slot);
4984
4985         mas->offset = --slot;
4986         return true;
4987 }
4988
4989 /*
4990  * mas_skip_node() - Internal function.  Skip over a node.
4991  * @mas: The maple state.
4992  *
4993  * Return: true if there is another node, false otherwise.
4994  */
4995 static inline bool mas_skip_node(struct ma_state *mas)
4996 {
4997         if (mas_is_err(mas))
4998                 return false;
4999
5000         do {
5001                 if (mte_is_root(mas->node)) {
5002                         if (mas->offset >= mas_data_end(mas)) {
5003                                 mas_set_err(mas, -EBUSY);
5004                                 return false;
5005                         }
5006                 } else {
5007                         mas_ascend(mas);
5008                 }
5009         } while (mas->offset >= mas_data_end(mas));
5010
5011         mas->offset++;
5012         return true;
5013 }
5014
5015 /*
5016  * mas_awalk() - Allocation walk.  Search from low address to high, for a gap of
5017  * @size
5018  * @mas: The maple state
5019  * @size: The size of the gap required
5020  *
5021  * Search between @mas->index and @mas->last for a gap of @size.
5022  */
5023 static inline void mas_awalk(struct ma_state *mas, unsigned long size)
5024 {
5025         struct maple_enode *last = NULL;
5026
5027         /*
5028          * There are 4 options:
5029          * go to child (descend)
5030          * go back to parent (ascend)
5031          * no gap found. (return, slot == MAPLE_NODE_SLOTS)
5032          * found the gap. (return, slot != MAPLE_NODE_SLOTS)
5033          */
5034         while (!mas_is_err(mas) && !mas_anode_descend(mas, size)) {
5035                 if (last == mas->node)
5036                         mas_skip_node(mas);
5037                 else
5038                         last = mas->node;
5039         }
5040 }
5041
5042 /*
5043  * mas_sparse_area() - Internal function.  Return upper or lower limit when
5044  * searching for a gap in an empty tree.
5045  * @mas: The maple state
5046  * @min: the minimum range
5047  * @max: The maximum range
5048  * @size: The size of the gap
5049  * @fwd: Searching forward or back
5050  */
5051 static inline int mas_sparse_area(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5052                                 unsigned long max, unsigned long size, bool fwd)
5053 {
5054         if (!unlikely(mas_is_none(mas)) && min == 0) {
5055                 min++;
5056                 /*
5057                  * At this time, min is increased, we need to recheck whether
5058                  * the size is satisfied.
5059                  */
5060                 if (min > max || max - min + 1 < size)
5061                         return -EBUSY;
5062         }
5063         /* mas_is_ptr */
5064
5065         if (fwd) {
5066                 mas->index = min;
5067                 mas->last = min + size - 1;
5068         } else {
5069                 mas->last = max;
5070                 mas->index = max - size + 1;
5071         }
5072         return 0;
5073 }
5074
5075 /*
5076  * mas_empty_area() - Get the lowest address within the range that is
5077  * sufficient for the size requested.
5078  * @mas: The maple state
5079  * @min: The lowest value of the range
5080  * @max: The highest value of the range
5081  * @size: The size needed
5082  */
5083 int mas_empty_area(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5084                 unsigned long max, unsigned long size)
5085 {
5086         unsigned char offset;
5087         unsigned long *pivots;
5088         enum maple_type mt;
5089         struct maple_node *node;
5090
5091         if (min > max)
5092                 return -EINVAL;
5093
5094         if (size == 0 || max - min < size - 1)
5095                 return -EINVAL;
5096
5097         if (mas_is_start(mas))
5098                 mas_start(mas);
5099         else if (mas->offset >= 2)
5100                 mas->offset -= 2;
5101         else if (!mas_skip_node(mas))
5102                 return -EBUSY;
5103
5104         /* Empty set */
5105         if (mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas))
5106                 return mas_sparse_area(mas, min, max, size, true);
5107
5108         /* The start of the window can only be within these values */
5109         mas->index = min;
5110         mas->last = max;
5111         mas_awalk(mas, size);
5112
5113         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
5114                 return xa_err(mas->node);
5115
5116         offset = mas->offset;
5117         if (unlikely(offset == MAPLE_NODE_SLOTS))
5118                 return -EBUSY;
5119
5120         node = mas_mn(mas);
5121         mt = mte_node_type(mas->node);
5122         pivots = ma_pivots(node, mt);
5123         min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
5124         if (mas->index < min)
5125                 mas->index = min;
5126         mas->last = mas->index + size - 1;
5127         mas->end = ma_data_end(node, mt, pivots, mas->max);
5128         return 0;
5129 }
5130 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_empty_area);
5131
5132 /*
5133  * mas_empty_area_rev() - Get the highest address within the range that is
5134  * sufficient for the size requested.
5135  * @mas: The maple state
5136  * @min: The lowest value of the range
5137  * @max: The highest value of the range
5138  * @size: The size needed
5139  */
5140 int mas_empty_area_rev(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5141                 unsigned long max, unsigned long size)
5142 {
5143         struct maple_enode *last = mas->node;
5144
5145         if (min > max)
5146                 return -EINVAL;
5147
5148         if (size == 0 || max - min < size - 1)
5149                 return -EINVAL;
5150
5151         if (mas_is_start(mas))
5152                 mas_start(mas);
5153         else if ((mas->offset < 2) && (!mas_rewind_node(mas)))
5154                 return -EBUSY;
5155
5156         if (unlikely(mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas)))
5157                 return mas_sparse_area(mas, min, max, size, false);
5158         else if (mas->offset >= 2)
5159                 mas->offset -= 2;
5160         else
5161                 mas->offset = mas_data_end(mas);
5162
5163
5164         /* The start of the window can only be within these values. */
5165         mas->index = min;
5166         mas->last = max;
5167
5168         while (!mas_rev_awalk(mas, size, &min, &max)) {
5169                 if (last == mas->node) {
5170                         if (!mas_rewind_node(mas))
5171                                 return -EBUSY;
5172                 } else {
5173                         last = mas->node;
5174                 }
5175         }
5176
5177         if (mas_is_err(mas))
5178                 return xa_err(mas->node);
5179
5180         if (unlikely(mas->offset == MAPLE_NODE_SLOTS))
5181                 return -EBUSY;
5182
5183         /* Trim the upper limit to the max. */
5184         if (max < mas->last)
5185                 mas->last = max;
5186
5187         mas->index = mas->last - size + 1;
5188         mas->end = mas_data_end(mas);
5189         return 0;
5190 }
5191 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_empty_area_rev);
5192
5193 /*
5194  * mte_dead_leaves() - Mark all leaves of a node as dead.
5195  * @enode: the encoded node
5196  * @mt: the maple tree
5197  * @slots: Pointer to the slot array
5198  *
5199  * Must hold the write lock.
5200  *
5201  * Return: The number of leaves marked as dead.
5202  */
5203 static inline
5204 unsigned char mte_dead_leaves(struct maple_enode *enode, struct maple_tree *mt,
5205                               void __rcu **slots)
5206 {
5207         struct maple_node *node;
5208         enum maple_type type;
5209         void *entry;
5210         int offset;
5211
5212         for (offset = 0; offset < mt_slot_count(enode); offset++) {
5213                 entry = mt_slot(mt, slots, offset);
5214                 type = mte_node_type(entry);
5215                 node = mte_to_node(entry);
5216                 /* Use both node and type to catch LE & BE metadata */
5217                 if (!node || !type)
5218                         break;
5219
5220                 mte_set_node_dead(entry);
5221                 node->type = type;
5222                 rcu_assign_pointer(slots[offset], node);
5223         }
5224
5225         return offset;
5226 }
5227
5228 /**
5229  * mte_dead_walk() - Walk down a dead tree to just before the leaves
5230  * @enode: The maple encoded node
5231  * @offset: The starting offset
5232  *
5233  * Note: This can only be used from the RCU callback context.
5234  */
5235 static void __rcu **mte_dead_walk(struct maple_enode **enode, unsigned char offset)
5236 {
5237         struct maple_node *node, *next;
5238         void __rcu **slots = NULL;
5239
5240         next = mte_to_node(*enode);
5241         do {
5242                 *enode = ma_enode_ptr(next);
5243                 node = mte_to_node(*enode);
5244                 slots = ma_slots(node, node->type);
5245                 next = rcu_dereference_protected(slots[offset],
5246                                         lock_is_held(&rcu_callback_map));
5247                 offset = 0;
5248         } while (!ma_is_leaf(next->type));
5249
5250         return slots;
5251 }
5252
5253 /**
5254  * mt_free_walk() - Walk & free a tree in the RCU callback context
5255  * @head: The RCU head that's within the node.
5256  *
5257  * Note: This can only be used from the RCU callback context.
5258  */
5259 static void mt_free_walk(struct rcu_head *head)
5260 {
5261         void __rcu **slots;
5262         struct maple_node *node, *start;
5263         struct maple_enode *enode;
5264         unsigned char offset;
5265         enum maple_type type;
5266
5267         node = container_of(head, struct maple_node, rcu);
5268
5269         if (ma_is_leaf(node->type))
5270                 goto free_leaf;
5271
5272         start = node;
5273         enode = mt_mk_node(node, node->type);
5274         slots = mte_dead_walk(&enode, 0);
5275         node = mte_to_node(enode);
5276         do {
5277                 mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5278                 offset = node->parent_slot + 1;
5279                 enode = node->piv_parent;
5280                 if (mte_to_node(enode) == node)
5281                         goto free_leaf;
5282
5283                 type = mte_node_type(enode);
5284                 slots = ma_slots(mte_to_node(enode), type);
5285                 if ((offset < mt_slots[type]) &&
5286                     rcu_dereference_protected(slots[offset],
5287                                               lock_is_held(&rcu_callback_map)))
5288                         slots = mte_dead_walk(&enode, offset);
5289                 node = mte_to_node(enode);
5290         } while ((node != start) || (node->slot_len < offset));
5291
5292         slots = ma_slots(node, node->type);
5293         mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5294
5295 free_leaf:
5296         mt_free_rcu(&node->rcu);
5297 }
5298
5299 static inline void __rcu **mte_destroy_descend(struct maple_enode **enode,
5300         struct maple_tree *mt, struct maple_enode *prev, unsigned char offset)
5301 {
5302         struct maple_node *node;
5303         struct maple_enode *next = *enode;
5304         void __rcu **slots = NULL;
5305         enum maple_type type;
5306         unsigned char next_offset = 0;
5307
5308         do {
5309                 *enode = next;
5310                 node = mte_to_node(*enode);
5311                 type = mte_node_type(*enode);
5312                 slots = ma_slots(node, type);
5313                 next = mt_slot_locked(mt, slots, next_offset);
5314                 if ((mte_dead_node(next)))
5315                         next = mt_slot_locked(mt, slots, ++next_offset);
5316
5317                 mte_set_node_dead(*enode);
5318                 node->type = type;
5319                 node->piv_parent = prev;
5320                 node->parent_slot = offset;
5321                 offset = next_offset;
5322                 next_offset = 0;
5323                 prev = *enode;
5324         } while (!mte_is_leaf(next));
5325
5326         return slots;
5327 }
5328
5329 static void mt_destroy_walk(struct maple_enode *enode, struct maple_tree *mt,
5330                             bool free)
5331 {
5332         void __rcu **slots;
5333         struct maple_node *node = mte_to_node(enode);
5334         struct maple_enode *start;
5335
5336         if (mte_is_leaf(enode)) {
5337                 node->type = mte_node_type(enode);
5338                 goto free_leaf;
5339         }
5340
5341         start = enode;
5342         slots = mte_destroy_descend(&enode, mt, start, 0);
5343         node = mte_to_node(enode); // Updated in the above call.
5344         do {
5345                 enum maple_type type;
5346                 unsigned char offset;
5347                 struct maple_enode *parent, *tmp;
5348
5349                 node->slot_len = mte_dead_leaves(enode, mt, slots);
5350                 if (free)
5351                         mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5352                 offset = node->parent_slot + 1;
5353                 enode = node->piv_parent;
5354                 if (mte_to_node(enode) == node)
5355                         goto free_leaf;
5356
5357                 type = mte_node_type(enode);
5358                 slots = ma_slots(mte_to_node(enode), type);
5359                 if (offset >= mt_slots[type])
5360                         goto next;
5361
5362                 tmp = mt_slot_locked(mt, slots, offset);
5363                 if (mte_node_type(tmp) && mte_to_node(tmp)) {
5364                         parent = enode;
5365                         enode = tmp;
5366                         slots = mte_destroy_descend(&enode, mt, parent, offset);
5367                 }
5368 next:
5369                 node = mte_to_node(enode);
5370         } while (start != enode);
5371
5372         node = mte_to_node(enode);
5373         node->slot_len = mte_dead_leaves(enode, mt, slots);
5374         if (free)
5375                 mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5376
5377 free_leaf:
5378         if (free)
5379                 mt_free_rcu(&node->rcu);
5380         else
5381                 mt_clear_meta(mt, node, node->type);
5382 }
5383
5384 /*
5385  * mte_destroy_walk() - Free a tree or sub-tree.
5386  * @enode: the encoded maple node (maple_enode) to start
5387  * @mt: the tree to free - needed for node types.
5388  *
5389  * Must hold the write lock.
5390  */
5391 static inline void mte_destroy_walk(struct maple_enode *enode,
5392                                     struct maple_tree *mt)
5393 {
5394         struct maple_node *node = mte_to_node(enode);
5395
5396         if (mt_in_rcu(mt)) {
5397                 mt_destroy_walk(enode, mt, false);
5398                 call_rcu(&node->rcu, mt_free_walk);
5399         } else {
5400                 mt_destroy_walk(enode, mt, true);
5401         }
5402 }
5403 /* Interface */
5404
5405 /**
5406  * mas_store() - Store an @entry.
5407  * @mas: The maple state.
5408  * @entry: The entry to store.
5409  *
5410  * The @mas->index and @mas->last is used to set the range for the @entry.
5411  *
5412  * Return: the first entry between mas->index and mas->last or %NULL.
5413  */
5414 void *mas_store(struct ma_state *mas, void *entry)
5415 {
5416         int request;
5417         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5418
5419         trace_ma_write(__func__, mas, 0, entry);
5420 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
5421         if (MAS_WARN_ON(mas, mas->index > mas->last))
5422                 pr_err("Error %lX > %lX %p\n", mas->index, mas->last, entry);
5423
5424         if (mas->index > mas->last) {
5425                 mas_set_err(mas, -EINVAL);
5426                 return NULL;
5427         }
5428
5429 #endif
5430
5431         /*
5432          * Storing is the same operation as insert with the added caveat that it
5433          * can overwrite entries.  Although this seems simple enough, one may
5434          * want to examine what happens if a single store operation was to
5435          * overwrite multiple entries within a self-balancing B-Tree.
5436          */
5437         mas_wr_prealloc_setup(&wr_mas);
5438         mas_wr_store_type(&wr_mas);
5439         if (mas->mas_flags & MA_STATE_PREALLOC) {
5440                 mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5441                 MAS_WR_BUG_ON(&wr_mas, mas_is_err(mas));
5442                 return wr_mas.content;
5443         }
5444
5445         request = mas_prealloc_calc(mas, entry);
5446         if (!request)
5447                 goto store;
5448
5449         mas_node_count(mas, request);
5450         if (mas_is_err(mas))
5451                 return NULL;
5452
5453 store:
5454         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5455         mas_destroy(mas);
5456         return wr_mas.content;
5457 }
5458 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_store);
5459
5460 /**
5461  * mas_store_gfp() - Store a value into the tree.
5462  * @mas: The maple state
5463  * @entry: The entry to store
5464  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations if necessary.
5465  *
5466  * Return: 0 on success, -EINVAL on invalid request, -ENOMEM if memory could not
5467  * be allocated.
5468  */
5469 int mas_store_gfp(struct ma_state *mas, void *entry, gfp_t gfp)
5470 {
5471         unsigned long index = mas->index;
5472         unsigned long last = mas->last;
5473         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5474         int ret = 0;
5475
5476 retry:
5477         mas_wr_preallocate(&wr_mas, entry);
5478         if (unlikely(mas_nomem(mas, gfp))) {
5479                 if (!entry)
5480                         __mas_set_range(mas, index, last);
5481                 goto retry;
5482         }
5483
5484         if (mas_is_err(mas)) {
5485                 ret = xa_err(mas->node);
5486                 goto out;
5487         }
5488
5489         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5490 out:
5491         mas_destroy(mas);
5492         return ret;
5493 }
5494 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_store_gfp);
5495
5496 /**
5497  * mas_store_prealloc() - Store a value into the tree using memory
5498  * preallocated in the maple state.
5499  * @mas: The maple state
5500  * @entry: The entry to store.
5501  */
5502 void mas_store_prealloc(struct ma_state *mas, void *entry)
5503 {
5504         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5505
5506         if (mas->store_type == wr_store_root) {
5507                 mas_wr_prealloc_setup(&wr_mas);
5508                 goto store;
5509         }
5510
5511         mas_wr_walk_descend(&wr_mas);
5512         if (mas->store_type != wr_spanning_store) {
5513                 /* set wr_mas->content to current slot */
5514                 wr_mas.content = mas_slot_locked(mas, wr_mas.slots, mas->offset);
5515                 mas_wr_end_piv(&wr_mas);
5516         }
5517
5518 store:
5519         trace_ma_write(__func__, mas, 0, entry);
5520         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5521         MAS_WR_BUG_ON(&wr_mas, mas_is_err(mas));
5522         mas_destroy(mas);
5523 }
5524 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_store_prealloc);
5525
5526 /**
5527  * mas_preallocate() - Preallocate enough nodes for a store operation
5528  * @mas: The maple state
5529  * @entry: The entry that will be stored
5530  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
5531  *
5532  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory could not be allocated.
5533  */
5534 int mas_preallocate(struct ma_state *mas, void *entry, gfp_t gfp)
5535 {
5536         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5537         int ret = 0;
5538         int request;
5539
5540         mas_wr_prealloc_setup(&wr_mas);
5541         mas_wr_store_type(&wr_mas);
5542         request = mas_prealloc_calc(mas, entry);
5543         if (!request)
5544                 return ret;
5545
5546         mas_node_count_gfp(mas, request, gfp);
5547         if (mas_is_err(mas)) {
5548                 mas_set_alloc_req(mas, 0);
5549                 ret = xa_err(mas->node);
5550                 mas_destroy(mas);
5551                 mas_reset(mas);
5552                 return ret;
5553         }
5554
5555         mas->mas_flags |= MA_STATE_PREALLOC;
5556         return ret;
5557 }
5558 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_preallocate);
5559
5560 /*
5561  * mas_destroy() - destroy a maple state.
5562  * @mas: The maple state
5563  *
5564  * Upon completion, check the left-most node and rebalance against the node to
5565  * the right if necessary.  Frees any allocated nodes associated with this maple
5566  * state.
5567  */
5568 void mas_destroy(struct ma_state *mas)
5569 {
5570         struct maple_alloc *node;
5571         unsigned long total;
5572
5573         /*
5574          * When using mas_for_each() to insert an expected number of elements,
5575          * it is possible that the number inserted is less than the expected
5576          * number.  To fix an invalid final node, a check is performed here to
5577          * rebalance the previous node with the final node.
5578          */
5579         if (mas->mas_flags & MA_STATE_REBALANCE) {
5580                 unsigned char end;
5581                 if (mas_is_err(mas))
5582                         mas_reset(mas);
5583                 mas_start(mas);
5584                 mtree_range_walk(mas);
5585                 end = mas->end + 1;
5586                 if (end < mt_min_slot_count(mas->node) - 1)
5587                         mas_destroy_rebalance(mas, end);
5588
5589                 mas->mas_flags &= ~MA_STATE_REBALANCE;
5590         }
5591         mas->mas_flags &= ~(MA_STATE_BULK|MA_STATE_PREALLOC);
5592
5593         total = mas_allocated(mas);
5594         while (total) {
5595                 node = mas->alloc;
5596                 mas->alloc = node->slot[0];
5597                 if (node->node_count > 1) {
5598                         size_t count = node->node_count - 1;
5599
5600                         mt_free_bulk(count, (void __rcu **)&node->slot[1]);
5601                         total -= count;
5602                 }
5603                 mt_free_one(ma_mnode_ptr(node));
5604                 total--;
5605         }
5606
5607         mas->alloc = NULL;
5608 }
5609 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_destroy);
5610
5611 /*
5612  * mas_expected_entries() - Set the expected number of entries that will be inserted.
5613  * @mas: The maple state
5614  * @nr_entries: The number of expected entries.
5615  *
5616  * This will attempt to pre-allocate enough nodes to store the expected number
5617  * of entries.  The allocations will occur using the bulk allocator interface
5618  * for speed.  Please call mas_destroy() on the @mas after inserting the entries
5619  * to ensure any unused nodes are freed.
5620  *
5621  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory could not be allocated.
5622  */
5623 int mas_expected_entries(struct ma_state *mas, unsigned long nr_entries)
5624 {
5625         int nonleaf_cap = MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 2;
5626         struct maple_enode *enode = mas->node;
5627         int nr_nodes;
5628         int ret;
5629
5630         /*
5631          * Sometimes it is necessary to duplicate a tree to a new tree, such as
5632          * forking a process and duplicating the VMAs from one tree to a new
5633          * tree.  When such a situation arises, it is known that the new tree is
5634          * not going to be used until the entire tree is populated.  For
5635          * performance reasons, it is best to use a bulk load with RCU disabled.
5636          * This allows for optimistic splitting that favours the left and reuse
5637          * of nodes during the operation.
5638          */
5639
5640         /* Optimize splitting for bulk insert in-order */
5641         mas->mas_flags |= MA_STATE_BULK;
5642
5643         /*
5644          * Avoid overflow, assume a gap between each entry and a trailing null.
5645          * If this is wrong, it just means allocation can happen during
5646          * insertion of entries.
5647          */
5648         nr_nodes = max(nr_entries, nr_entries * 2 + 1);
5649         if (!mt_is_alloc(mas->tree))
5650                 nonleaf_cap = MAPLE_RANGE64_SLOTS - 2;
5651
5652         /* Leaves; reduce slots to keep space for expansion */
5653         nr_nodes = DIV_ROUND_UP(nr_nodes, MAPLE_RANGE64_SLOTS - 2);
5654         /* Internal nodes */
5655         nr_nodes += DIV_ROUND_UP(nr_nodes, nonleaf_cap);
5656         /* Add working room for split (2 nodes) + new parents */
5657         mas_node_count_gfp(mas, nr_nodes + 3, GFP_KERNEL);
5658
5659         /* Detect if allocations run out */
5660         mas->mas_flags |= MA_STATE_PREALLOC;
5661
5662         if (!mas_is_err(mas))
5663                 return 0;
5664
5665         ret = xa_err(mas->node);
5666         mas->node = enode;
5667         mas_destroy(mas);
5668         return ret;
5669
5670 }
5671 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_expected_entries);
5672
5673 static bool mas_next_setup(struct ma_state *mas, unsigned long max,
5674                 void **entry)
5675 {
5676         bool was_none = mas_is_none(mas);
5677
5678         if (unlikely(mas->last >= max)) {
5679                 mas->status = ma_overflow;
5680                 return true;
5681         }
5682
5683         switch (mas->status) {
5684         case ma_active:
5685                 return false;
5686         case ma_none:
5687                 fallthrough;
5688         case ma_pause:
5689                 mas->status = ma_start;
5690                 fallthrough;
5691         case ma_start:
5692                 mas_walk(mas); /* Retries on dead nodes handled by mas_walk */
5693                 break;
5694         case ma_overflow:
5695                 /* Overflowed before, but the max changed */
5696                 mas->status = ma_active;
5697                 break;
5698         case ma_underflow:
5699                 /* The user expects the mas to be one before where it is */
5700                 mas->status = ma_active;
5701                 *entry = mas_walk(mas);
5702                 if (*entry)
5703                         return true;
5704                 break;
5705         case ma_root:
5706                 break;
5707         case ma_error:
5708                 return true;
5709         }
5710
5711         if (likely(mas_is_active(mas))) /* Fast path */
5712                 return false;
5713
5714         if (mas_is_ptr(mas)) {
5715                 *entry = NULL;
5716                 if (was_none && mas->index == 0) {
5717                         mas->index = mas->last = 0;
5718                         return true;
5719                 }
5720                 mas->index = 1;
5721                 mas->last = ULONG_MAX;
5722                 mas->status = ma_none;
5723                 return true;
5724         }
5725
5726         if (mas_is_none(mas))
5727                 return true;
5728
5729         return false;
5730 }
5731
5732 /**
5733  * mas_next() - Get the next entry.
5734  * @mas: The maple state
5735  * @max: The maximum index to check.
5736  *
5737  * Returns the next entry after @mas->index.
5738  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5739  * Can return the zero entry.
5740  *
5741  * Return: The next entry or %NULL
5742  */
5743 void *mas_next(struct ma_state *mas, unsigned long max)
5744 {
5745         void *entry = NULL;
5746
5747         if (mas_next_setup(mas, max, &entry))
5748                 return entry;
5749
5750         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_slot */
5751         return mas_next_slot(mas, max, false);
5752 }
5753 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_next);
5754
5755 /**
5756  * mas_next_range() - Advance the maple state to the next range
5757  * @mas: The maple state
5758  * @max: The maximum index to check.
5759  *
5760  * Sets @mas->index and @mas->last to the range.
5761  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5762  * Can return the zero entry.
5763  *
5764  * Return: The next entry or %NULL
5765  */
5766 void *mas_next_range(struct ma_state *mas, unsigned long max)
5767 {
5768         void *entry = NULL;
5769
5770         if (mas_next_setup(mas, max, &entry))
5771                 return entry;
5772
5773         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_slot */
5774         return mas_next_slot(mas, max, true);
5775 }
5776 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_next_range);
5777
5778 /**
5779  * mt_next() - get the next value in the maple tree
5780  * @mt: The maple tree
5781  * @index: The start index
5782  * @max: The maximum index to check
5783  *
5784  * Takes RCU read lock internally to protect the search, which does not
5785  * protect the returned pointer after dropping RCU read lock.
5786  * See also: Documentation/core-api/maple_tree.rst
5787  *
5788  * Return: The entry higher than @index or %NULL if nothing is found.
5789  */
5790 void *mt_next(struct maple_tree *mt, unsigned long index, unsigned long max)
5791 {
5792         void *entry = NULL;
5793         MA_STATE(mas, mt, index, index);
5794
5795         rcu_read_lock();
5796         entry = mas_next(&mas, max);
5797         rcu_read_unlock();
5798         return entry;
5799 }
5800 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_next);
5801
5802 static bool mas_prev_setup(struct ma_state *mas, unsigned long min, void **entry)
5803 {
5804         if (unlikely(mas->index <= min)) {
5805                 mas->status = ma_underflow;
5806                 return true;
5807         }
5808
5809         switch (mas->status) {
5810         case ma_active:
5811                 return false;
5812         case ma_start:
5813                 break;
5814         case ma_none:
5815                 fallthrough;
5816         case ma_pause:
5817                 mas->status = ma_start;
5818                 break;
5819         case ma_underflow:
5820                 /* underflowed before but the min changed */
5821                 mas->status = ma_active;
5822                 break;
5823         case ma_overflow:
5824                 /* User expects mas to be one after where it is */
5825                 mas->status = ma_active;
5826                 *entry = mas_walk(mas);
5827                 if (*entry)
5828                         return true;
5829                 break;
5830         case ma_root:
5831                 break;
5832         case ma_error:
5833                 return true;
5834         }
5835
5836         if (mas_is_start(mas))
5837                 mas_walk(mas);
5838
5839         if (unlikely(mas_is_ptr(mas))) {
5840                 if (!mas->index) {
5841                         mas->status = ma_none;
5842                         return true;
5843                 }
5844                 mas->index = mas->last = 0;
5845                 *entry = mas_root(mas);
5846                 return true;
5847         }
5848
5849         if (mas_is_none(mas)) {
5850                 if (mas->index) {
5851                         /* Walked to out-of-range pointer? */
5852                         mas->index = mas->last = 0;
5853                         mas->status = ma_root;
5854                         *entry = mas_root(mas);
5855                         return true;
5856                 }
5857                 return true;
5858         }
5859
5860         return false;
5861 }
5862
5863 /**
5864  * mas_prev() - Get the previous entry
5865  * @mas: The maple state
5866  * @min: The minimum value to check.
5867  *
5868  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5869  * Will reset mas to ma_start if the status is ma_none.  Will stop on not
5870  * searchable nodes.
5871  *
5872  * Return: the previous value or %NULL.
5873  */
5874 void *mas_prev(struct ma_state *mas, unsigned long min)
5875 {
5876         void *entry = NULL;
5877
5878         if (mas_prev_setup(mas, min, &entry))
5879                 return entry;
5880
5881         return mas_prev_slot(mas, min, false);
5882 }
5883 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_prev);
5884
5885 /**
5886  * mas_prev_range() - Advance to the previous range
5887  * @mas: The maple state
5888  * @min: The minimum value to check.
5889  *
5890  * Sets @mas->index and @mas->last to the range.
5891  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5892  * Will reset mas to ma_start if the node is ma_none.  Will stop on not
5893  * searchable nodes.
5894  *
5895  * Return: the previous value or %NULL.
5896  */
5897 void *mas_prev_range(struct ma_state *mas, unsigned long min)
5898 {
5899         void *entry = NULL;
5900
5901         if (mas_prev_setup(mas, min, &entry))
5902                 return entry;
5903
5904         return mas_prev_slot(mas, min, true);
5905 }
5906 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_prev_range);
5907
5908 /**
5909  * mt_prev() - get the previous value in the maple tree
5910  * @mt: The maple tree
5911  * @index: The start index
5912  * @min: The minimum index to check
5913  *
5914  * Takes RCU read lock internally to protect the search, which does not
5915  * protect the returned pointer after dropping RCU read lock.
5916  * See also: Documentation/core-api/maple_tree.rst
5917  *
5918  * Return: The entry before @index or %NULL if nothing is found.
5919  */
5920 void *mt_prev(struct maple_tree *mt, unsigned long index, unsigned long min)
5921 {
5922         void *entry = NULL;
5923         MA_STATE(mas, mt, index, index);
5924
5925         rcu_read_lock();
5926         entry = mas_prev(&mas, min);
5927         rcu_read_unlock();
5928         return entry;
5929 }
5930 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_prev);
5931
5932 /**
5933  * mas_pause() - Pause a mas_find/mas_for_each to drop the lock.
5934  * @mas: The maple state to pause
5935  *
5936  * Some users need to pause a walk and drop the lock they're holding in
5937  * order to yield to a higher priority thread or carry out an operation
5938  * on an entry.  Those users should call this function before they drop
5939  * the lock.  It resets the @mas to be suitable for the next iteration
5940  * of the loop after the user has reacquired the lock.  If most entries
5941  * found during a walk require you to call mas_pause(), the mt_for_each()
5942  * iterator may be more appropriate.
5943  *
5944  */
5945 void mas_pause(struct ma_state *mas)
5946 {
5947         mas->status = ma_pause;
5948         mas->node = NULL;
5949 }
5950 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_pause);
5951
5952 /**
5953  * mas_find_setup() - Internal function to set up mas_find*().
5954  * @mas: The maple state
5955  * @max: The maximum index
5956  * @entry: Pointer to the entry
5957  *
5958  * Returns: True if entry is the answer, false otherwise.
5959  */
5960 static __always_inline bool mas_find_setup(struct ma_state *mas, unsigned long max, void **entry)
5961 {
5962         switch (mas->status) {
5963         case ma_active:
5964                 if (mas->last < max)
5965                         return false;
5966                 return true;
5967         case ma_start:
5968                 break;
5969         case ma_pause:
5970                 if (unlikely(mas->last >= max))
5971                         return true;
5972
5973                 mas->index = ++mas->last;
5974                 mas->status = ma_start;
5975                 break;
5976         case ma_none:
5977                 if (unlikely(mas->last >= max))
5978                         return true;
5979
5980                 mas->index = mas->last;
5981                 mas->status = ma_start;
5982                 break;
5983         case ma_underflow:
5984                 /* mas is pointing at entry before unable to go lower */
5985                 if (unlikely(mas->index >= max)) {
5986                         mas->status = ma_overflow;
5987                         return true;
5988                 }
5989
5990                 mas->status = ma_active;
5991                 *entry = mas_walk(mas);
5992                 if (*entry)
5993                         return true;
5994                 break;
5995         case ma_overflow:
5996                 if (unlikely(mas->last >= max))
5997                         return true;
5998
5999                 mas->status = ma_active;
6000                 *entry = mas_walk(mas);
6001                 if (*entry)
6002                         return true;
6003                 break;
6004         case ma_root:
6005                 break;
6006         case ma_error:
6007                 return true;
6008         }
6009
6010         if (mas_is_start(mas)) {
6011                 /* First run or continue */
6012                 if (mas->index > max)
6013                         return true;
6014
6015                 *entry = mas_walk(mas);
6016                 if (*entry)
6017                         return true;
6018
6019         }
6020
6021         if (unlikely(mas_is_ptr(mas)))
6022                 goto ptr_out_of_range;
6023
6024         if (unlikely(mas_is_none(mas)))
6025                 return true;
6026
6027         if (mas->index == max)
6028                 return true;
6029
6030         return false;
6031
6032 ptr_out_of_range:
6033         mas->status = ma_none;
6034         mas->index = 1;
6035         mas->last = ULONG_MAX;
6036         return true;
6037 }
6038
6039 /**
6040  * mas_find() - On the first call, find the entry at or after mas->index up to
6041  * %max.  Otherwise, find the entry after mas->index.
6042  * @mas: The maple state
6043  * @max: The maximum value to check.
6044  *
6045  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
6046  * If an entry exists, last and index are updated accordingly.
6047  * May set @mas->status to ma_overflow.
6048  *
6049  * Return: The entry or %NULL.
6050  */
6051 void *mas_find(struct ma_state *mas, unsigned long max)
6052 {
6053         void *entry = NULL;
6054
6055         if (mas_find_setup(mas, max, &entry))
6056                 return entry;
6057
6058         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_slot */
6059         entry = mas_next_slot(mas, max, false);
6060         /* Ignore overflow */
6061         mas->status = ma_active;
6062         return entry;
6063 }
6064 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_find);
6065
6066 /**
6067  * mas_find_range() - On the first call, find the entry at or after
6068  * mas->index up to %max.  Otherwise, advance to the next slot mas->index.
6069  * @mas: The maple state
6070  * @max: The maximum value to check.
6071  *
6072  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
6073  * If an entry exists, last and index are updated accordingly.
6074  * May set @mas->status to ma_overflow.
6075  *
6076  * Return: The entry or %NULL.
6077  */
6078 void *mas_find_range(struct ma_state *mas, unsigned long max)
6079 {
6080         void *entry = NULL;
6081
6082         if (mas_find_setup(mas, max, &entry))
6083                 return entry;
6084
6085         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_slot */
6086         return mas_next_slot(mas, max, true);
6087 }
6088 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_find_range);
6089
6090 /**
6091  * mas_find_rev_setup() - Internal function to set up mas_find_*_rev()
6092  * @mas: The maple state
6093  * @min: The minimum index
6094  * @entry: Pointer to the entry
6095  *
6096  * Returns: True if entry is the answer, false otherwise.
6097  */
6098 static bool mas_find_rev_setup(struct ma_state *mas, unsigned long min,
6099                 void **entry)
6100 {
6101
6102         switch (mas->status) {
6103         case ma_active:
6104                 goto active;
6105         case ma_start:
6106                 break;
6107         case ma_pause:
6108                 if (unlikely(mas->index <= min)) {
6109                         mas->status = ma_underflow;
6110                         return true;
6111                 }
6112                 mas->last = --mas->index;
6113                 mas->status = ma_start;
6114                 break;
6115         case ma_none:
6116                 if (mas->index <= min)
6117                         goto none;
6118
6119                 mas->last = mas->index;
6120                 mas->status = ma_start;
6121                 break;
6122         case ma_overflow: /* user expects the mas to be one after where it is */
6123                 if (unlikely(mas->index <= min)) {
6124                         mas->status = ma_underflow;
6125                         return true;
6126                 }
6127
6128                 mas->status = ma_active;
6129                 break;
6130         case ma_underflow: /* user expects the mas to be one before where it is */
6131                 if (unlikely(mas->index <= min))
6132                         return true;
6133
6134                 mas->status = ma_active;
6135                 break;
6136         case ma_root:
6137                 break;
6138         case ma_error:
6139                 return true;
6140         }
6141
6142         if (mas_is_start(mas)) {
6143                 /* First run or continue */
6144                 if (mas->index < min)
6145                         return true;
6146
6147                 *entry = mas_walk(mas);
6148                 if (*entry)
6149                         return true;
6150         }
6151
6152         if (unlikely(mas_is_ptr(mas)))
6153                 goto none;
6154
6155         if (unlikely(mas_is_none(mas))) {
6156                 /*
6157                  * Walked to the location, and there was nothing so the previous
6158                  * location is 0.
6159                  */
6160                 mas->last = mas->index = 0;
6161                 mas->status = ma_root;
6162                 *entry = mas_root(mas);
6163                 return true;
6164         }
6165
6166 active:
6167         if (mas->index < min)
6168                 return true;
6169
6170         return false;
6171
6172 none:
6173         mas->status = ma_none;
6174         return true;
6175 }
6176
6177 /**
6178  * mas_find_rev: On the first call, find the first non-null entry at or below
6179  * mas->index down to %min.  Otherwise find the first non-null entry below
6180  * mas->index down to %min.
6181  * @mas: The maple state
6182  * @min: The minimum value to check.
6183  *
6184  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
6185  * If an entry exists, last and index are updated accordingly.
6186  * May set @mas->status to ma_underflow.
6187  *
6188  * Return: The entry or %NULL.
6189  */
6190 void *mas_find_rev(struct ma_state *mas, unsigned long min)
6191 {
6192         void *entry = NULL;
6193
6194         if (mas_find_rev_setup(mas, min, &entry))
6195                 return entry;
6196
6197         /* Retries on dead nodes handled by mas_prev_slot */
6198         return mas_prev_slot(mas, min, false);
6199
6200 }
6201 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_find_rev);
6202
6203 /**
6204  * mas_find_range_rev: On the first call, find the first non-null entry at or
6205  * below mas->index down to %min.  Otherwise advance to the previous slot after
6206  * mas->index down to %min.
6207  * @mas: The maple state
6208  * @min: The minimum value to check.
6209  *
6210  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
6211  * If an entry exists, last and index are updated accordingly.
6212  * May set @mas->status to ma_underflow.
6213  *
6214  * Return: The entry or %NULL.
6215  */
6216 void *mas_find_range_rev(struct ma_state *mas, unsigned long min)
6217 {
6218         void *entry = NULL;
6219
6220         if (mas_find_rev_setup(mas, min, &entry))
6221                 return entry;
6222
6223         /* Retries on dead nodes handled by mas_prev_slot */
6224         return mas_prev_slot(mas, min, true);
6225 }
6226 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_find_range_rev);
6227
6228 /**
6229  * mas_erase() - Find the range in which index resides and erase the entire
6230  * range.
6231  * @mas: The maple state
6232  *
6233  * Must hold the write lock.
6234  * Searches for @mas->index, sets @mas->index and @mas->last to the range and
6235  * erases that range.
6236  *
6237  * Return: the entry that was erased or %NULL, @mas->index and @mas->last are updated.
6238  */
6239 void *mas_erase(struct ma_state *mas)
6240 {
6241         void *entry;
6242         unsigned long index = mas->index;
6243         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, NULL);
6244
6245         if (!mas_is_active(mas) || !mas_is_start(mas))
6246                 mas->status = ma_start;
6247
6248 write_retry:
6249         entry = mas_state_walk(mas);
6250         if (!entry)
6251                 return NULL;
6252
6253         /* Must reset to ensure spanning writes of last slot are detected */
6254         mas_reset(mas);
6255         mas_wr_preallocate(&wr_mas, NULL);
6256         if (mas_nomem(mas, GFP_KERNEL)) {
6257                 /* in case the range of entry changed when unlocked */
6258                 mas->index = mas->last = index;
6259                 goto write_retry;
6260         }
6261
6262         if (mas_is_err(mas))
6263                 goto out;
6264
6265         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
6266 out:
6267         mas_destroy(mas);
6268         return entry;
6269 }
6270 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_erase);
6271
6272 /**
6273  * mas_nomem() - Check if there was an error allocating and do the allocation
6274  * if necessary If there are allocations, then free them.
6275  * @mas: The maple state
6276  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6277  * Return: true on allocation, false otherwise.
6278  */
6279 bool mas_nomem(struct ma_state *mas, gfp_t gfp)
6280         __must_hold(mas->tree->ma_lock)
6281 {
6282         if (likely(mas->node != MA_ERROR(-ENOMEM)))
6283                 return false;
6284
6285         if (gfpflags_allow_blocking(gfp) && !mt_external_lock(mas->tree)) {
6286                 mtree_unlock(mas->tree);
6287                 mas_alloc_nodes(mas, gfp);
6288                 mtree_lock(mas->tree);
6289         } else {
6290                 mas_alloc_nodes(mas, gfp);
6291         }
6292
6293         if (!mas_allocated(mas))
6294                 return false;
6295
6296         mas->status = ma_start;
6297         return true;
6298 }
6299
6300 void __init maple_tree_init(void)
6301 {
6302         maple_node_cache = kmem_cache_create("maple_node",
6303                         sizeof(struct maple_node), sizeof(struct maple_node),
6304                         SLAB_PANIC, NULL);
6305 }
6306
6307 /**
6308  * mtree_load() - Load a value stored in a maple tree
6309  * @mt: The maple tree
6310  * @index: The index to load
6311  *
6312  * Return: the entry or %NULL
6313  */
6314 void *mtree_load(struct maple_tree *mt, unsigned long index)
6315 {
6316         MA_STATE(mas, mt, index, index);
6317         void *entry;
6318
6319         trace_ma_read(__func__, &mas);
6320         rcu_read_lock();
6321 retry:
6322         entry = mas_start(&mas);
6323         if (unlikely(mas_is_none(&mas)))
6324                 goto unlock;
6325
6326         if (unlikely(mas_is_ptr(&mas))) {
6327                 if (index)
6328                         entry = NULL;
6329
6330                 goto unlock;
6331         }
6332
6333         entry = mtree_lookup_walk(&mas);
6334         if (!entry && unlikely(mas_is_start(&mas)))
6335                 goto retry;
6336 unlock:
6337         rcu_read_unlock();
6338         if (xa_is_zero(entry))
6339                 return NULL;
6340
6341         return entry;
6342 }
6343 EXPORT_SYMBOL(mtree_load);
6344
6345 /**
6346  * mtree_store_range() - Store an entry at a given range.
6347  * @mt: The maple tree
6348  * @index: The start of the range
6349  * @last: The end of the range
6350  * @entry: The entry to store
6351  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6352  *
6353  * Return: 0 on success, -EINVAL on invalid request, -ENOMEM if memory could not
6354  * be allocated.
6355  */
6356 int mtree_store_range(struct maple_tree *mt, unsigned long index,
6357                 unsigned long last, void *entry, gfp_t gfp)
6358 {
6359         MA_STATE(mas, mt, index, last);
6360         int ret = 0;
6361
6362         trace_ma_write(__func__, &mas, 0, entry);
6363         if (WARN_ON_ONCE(xa_is_advanced(entry)))
6364                 return -EINVAL;
6365
6366         if (index > last)
6367                 return -EINVAL;
6368
6369         mtree_lock(mt);
6370         ret = mas_store_gfp(&mas, entry, gfp);
6371         mtree_unlock(mt);
6372
6373         return ret;
6374 }
6375 EXPORT_SYMBOL(mtree_store_range);
6376
6377 /**
6378  * mtree_store() - Store an entry at a given index.
6379  * @mt: The maple tree
6380  * @index: The index to store the value
6381  * @entry: The entry to store
6382  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6383  *
6384  * Return: 0 on success, -EINVAL on invalid request, -ENOMEM if memory could not
6385  * be allocated.
6386  */
6387 int mtree_store(struct maple_tree *mt, unsigned long index, void *entry,
6388                  gfp_t gfp)
6389 {
6390         return mtree_store_range(mt, index, index, entry, gfp);
6391 }
6392 EXPORT_SYMBOL(mtree_store);
6393
6394 /**
6395  * mtree_insert_range() - Insert an entry at a given range if there is no value.
6396  * @mt: The maple tree
6397  * @first: The start of the range
6398  * @last: The end of the range
6399  * @entry: The entry to store
6400  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
6401  *
6402  * Return: 0 on success, -EEXISTS if the range is occupied, -EINVAL on invalid
6403  * request, -ENOMEM if memory could not be allocated.
6404  */
6405 int mtree_insert_range(struct maple_tree *mt, unsigned long first,
6406                 unsigned long last, void *entry, gfp_t gfp)
6407 {
6408         MA_STATE(ms, mt, first, last);
6409         int ret = 0;
6410
6411         if (WARN_ON_ONCE(xa_is_advanced(entry)))
6412                 return -EINVAL;
6413
6414         if (first > last)
6415                 return -EINVAL;
6416
6417         mtree_lock(mt);
6418 retry:
6419         mas_insert(&ms, entry);
6420         if (mas_nomem(&ms, gfp))
6421                 goto retry;
6422
6423         mtree_unlock(mt);
6424         if (mas_is_err(&ms))
6425                 ret = xa_err(ms.node);
6426
6427         mas_destroy(&ms);
6428         return ret;
6429 }
6430 EXPORT_SYMBOL(mtree_insert_range);
6431
6432 /**
6433  * mtree_insert() - Insert an entry at a given index if there is no value.
6434  * @mt: The maple tree
6435  * @index : The index to store the value
6436  * @entry: The entry to store
6437  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
6438  *
6439  * Return: 0 on success, -EEXISTS if the range is occupied, -EINVAL on invalid
6440  * request, -ENOMEM if memory could not be allocated.
6441  */
6442 int mtree_insert(struct maple_tree *mt, unsigned long index, void *entry,
6443                  gfp_t gfp)
6444 {
6445         return mtree_insert_range(mt, index, index, entry, gfp);
6446 }
6447 EXPORT_SYMBOL(mtree_insert);
6448
6449 int mtree_alloc_range(struct maple_tree *mt, unsigned long *startp,
6450                 void *entry, unsigned long size, unsigned long min,
6451                 unsigned long max, gfp_t gfp)
6452 {
6453         int ret = 0;
6454
6455         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
6456         if (!mt_is_alloc(mt))
6457                 return -EINVAL;
6458
6459         if (WARN_ON_ONCE(mt_is_reserved(entry)))
6460                 return -EINVAL;
6461
6462         mtree_lock(mt);
6463 retry:
6464         ret = mas_empty_area(&mas, min, max, size);
6465         if (ret)
6466                 goto unlock;
6467
6468         mas_insert(&mas, entry);
6469         /*
6470          * mas_nomem() may release the lock, causing the allocated area
6471          * to be unavailable, so try to allocate a free area again.
6472          */
6473         if (mas_nomem(&mas, gfp))
6474                 goto retry;
6475
6476         if (mas_is_err(&mas))
6477                 ret = xa_err(mas.node);
6478         else
6479                 *startp = mas.index;
6480
6481 unlock:
6482         mtree_unlock(mt);
6483         mas_destroy(&mas);
6484         return ret;
6485 }
6486 EXPORT_SYMBOL(mtree_alloc_range);
6487
6488 /**
6489  * mtree_alloc_cyclic() - Find somewhere to store this entry in the tree.
6490  * @mt: The maple tree.
6491  * @startp: Pointer to ID.
6492  * @range_lo: Lower bound of range to search.
6493  * @range_hi: Upper bound of range to search.
6494  * @entry: The entry to store.
6495  * @next: Pointer to next ID to allocate.
6496  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
6497  *
6498  * Finds an empty entry in @mt after @next, stores the new index into
6499  * the @id pointer, stores the entry at that index, then updates @next.
6500  *
6501  * @mt must be initialized with the MT_FLAGS_ALLOC_RANGE flag.
6502  *
6503  * Context: Any context.  Takes and releases the mt.lock.  May sleep if
6504  * the @gfp flags permit.
6505  *
6506  * Return: 0 if the allocation succeeded without wrapping, 1 if the
6507  * allocation succeeded after wrapping, -ENOMEM if memory could not be
6508  * allocated, -EINVAL if @mt cannot be used, or -EBUSY if there are no
6509  * free entries.
6510  */
6511 int mtree_alloc_cyclic(struct maple_tree *mt, unsigned long *startp,
6512                 void *entry, unsigned long range_lo, unsigned long range_hi,
6513                 unsigned long *next, gfp_t gfp)
6514 {
6515         int ret;
6516
6517         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
6518
6519         if (!mt_is_alloc(mt))
6520                 return -EINVAL;
6521         if (WARN_ON_ONCE(mt_is_reserved(entry)))
6522                 return -EINVAL;
6523         mtree_lock(mt);
6524         ret = mas_alloc_cyclic(&mas, startp, entry, range_lo, range_hi,
6525                                next, gfp);
6526         mtree_unlock(mt);
6527         return ret;
6528 }
6529 EXPORT_SYMBOL(mtree_alloc_cyclic);
6530
6531 int mtree_alloc_rrange(struct maple_tree *mt, unsigned long *startp,
6532                 void *entry, unsigned long size, unsigned long min,
6533                 unsigned long max, gfp_t gfp)
6534 {
6535         int ret = 0;
6536
6537         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
6538         if (!mt_is_alloc(mt))
6539                 return -EINVAL;
6540
6541         if (WARN_ON_ONCE(mt_is_reserved(entry)))
6542                 return -EINVAL;
6543
6544         mtree_lock(mt);
6545 retry:
6546         ret = mas_empty_area_rev(&mas, min, max, size);
6547         if (ret)
6548                 goto unlock;
6549
6550         mas_insert(&mas, entry);
6551         /*
6552          * mas_nomem() may release the lock, causing the allocated area
6553          * to be unavailable, so try to allocate a free area again.
6554          */
6555         if (mas_nomem(&mas, gfp))
6556                 goto retry;
6557
6558         if (mas_is_err(&mas))
6559                 ret = xa_err(mas.node);
6560         else
6561                 *startp = mas.index;
6562
6563 unlock:
6564         mtree_unlock(mt);
6565         mas_destroy(&mas);
6566         return ret;
6567 }
6568 EXPORT_SYMBOL(mtree_alloc_rrange);
6569
6570 /**
6571  * mtree_erase() - Find an index and erase the entire range.
6572  * @mt: The maple tree
6573  * @index: The index to erase
6574  *
6575  * Erasing is the same as a walk to an entry then a store of a NULL to that
6576  * ENTIRE range.  In fact, it is implemented as such using the advanced API.
6577  *
6578  * Return: The entry stored at the @index or %NULL
6579  */
6580 void *mtree_erase(struct maple_tree *mt, unsigned long index)
6581 {
6582         void *entry = NULL;
6583
6584         MA_STATE(mas, mt, index, index);
6585         trace_ma_op(__func__, &mas);
6586
6587         mtree_lock(mt);
6588         entry = mas_erase(&mas);
6589         mtree_unlock(mt);
6590
6591         return entry;
6592 }
6593 EXPORT_SYMBOL(mtree_erase);
6594
6595 /*
6596  * mas_dup_free() - Free an incomplete duplication of a tree.
6597  * @mas: The maple state of a incomplete tree.
6598  *
6599  * The parameter @mas->node passed in indicates that the allocation failed on
6600  * this node. This function frees all nodes starting from @mas->node in the
6601  * reverse order of mas_dup_build(). There is no need to hold the source tree
6602  * lock at this time.
6603  */
6604 static void mas_dup_free(struct ma_state *mas)
6605 {
6606         struct maple_node *node;
6607         enum maple_type type;
6608         void __rcu **slots;
6609         unsigned char count, i;
6610
6611         /* Maybe the first node allocation failed. */
6612         if (mas_is_none(mas))
6613                 return;
6614
6615         while (!mte_is_root(mas->node)) {
6616                 mas_ascend(mas);
6617                 if (mas->offset) {
6618                         mas->offset--;
6619                         do {
6620                                 mas_descend(mas);
6621                                 mas->offset = mas_data_end(mas);
6622                         } while (!mte_is_leaf(mas->node));
6623
6624                         mas_ascend(mas);
6625                 }
6626
6627                 node = mte_to_node(mas->node);
6628                 type = mte_node_type(mas->node);
6629                 slots = ma_slots(node, type);
6630                 count = mas_data_end(mas) + 1;
6631                 for (i = 0; i < count; i++)
6632                         ((unsigned long *)slots)[i] &= ~MAPLE_NODE_MASK;
6633                 mt_free_bulk(count, slots);
6634         }
6635
6636         node = mte_to_node(mas->node);
6637         mt_free_one(node);
6638 }
6639
6640 /*
6641  * mas_copy_node() - Copy a maple node and replace the parent.
6642  * @mas: The maple state of source tree.
6643  * @new_mas: The maple state of new tree.
6644  * @parent: The parent of the new node.
6645  *
6646  * Copy @mas->node to @new_mas->node, set @parent to be the parent of
6647  * @new_mas->node. If memory allocation fails, @mas is set to -ENOMEM.
6648  */
6649 static inline void mas_copy_node(struct ma_state *mas, struct ma_state *new_mas,
6650                 struct maple_pnode *parent)
6651 {
6652         struct maple_node *node = mte_to_node(mas->node);
6653         struct maple_node *new_node = mte_to_node(new_mas->node);
6654         unsigned long val;
6655
6656         /* Copy the node completely. */
6657         memcpy(new_node, node, sizeof(struct maple_node));
6658         /* Update the parent node pointer. */
6659         val = (unsigned long)node->parent & MAPLE_NODE_MASK;
6660         new_node->parent = ma_parent_ptr(val | (unsigned long)parent);
6661 }
6662
6663 /*
6664  * mas_dup_alloc() - Allocate child nodes for a maple node.
6665  * @mas: The maple state of source tree.
6666  * @new_mas: The maple state of new tree.
6667  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
6668  *
6669  * This function allocates child nodes for @new_mas->node during the duplication
6670  * process. If memory allocation fails, @mas is set to -ENOMEM.
6671  */
6672 static inline void mas_dup_alloc(struct ma_state *mas, struct ma_state *new_mas,
6673                 gfp_t gfp)
6674 {
6675         struct maple_node *node = mte_to_node(mas->node);
6676         struct maple_node *new_node = mte_to_node(new_mas->node);
6677         enum maple_type type;
6678         unsigned char request, count, i;
6679         void __rcu **slots;
6680         void __rcu **new_slots;
6681         unsigned long val;
6682
6683         /* Allocate memory for child nodes. */
6684         type = mte_node_type(mas->node);
6685         new_slots = ma_slots(new_node, type);
6686         request = mas_data_end(mas) + 1;
6687         count = mt_alloc_bulk(gfp, request, (void **)new_slots);
6688         if (unlikely(count < request)) {
6689                 memset(new_slots, 0, request * sizeof(void *));
6690                 mas_set_err(mas, -ENOMEM);
6691                 return;
6692         }
6693
6694         /* Restore node type information in slots. */
6695         slots = ma_slots(node, type);
6696         for (i = 0; i < count; i++) {
6697                 val = (unsigned long)mt_slot_locked(mas->tree, slots, i);
6698                 val &= MAPLE_NODE_MASK;
6699                 ((unsigned long *)new_slots)[i] |= val;
6700         }
6701 }
6702
6703 /*
6704  * mas_dup_build() - Build a new maple tree from a source tree
6705  * @mas: The maple state of source tree, need to be in MAS_START state.
6706  * @new_mas: The maple state of new tree, need to be in MAS_START state.
6707  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
6708  *
6709  * This function builds a new tree in DFS preorder. If the memory allocation
6710  * fails, the error code -ENOMEM will be set in @mas, and @new_mas points to the
6711  * last node. mas_dup_free() will free the incomplete duplication of a tree.
6712  *
6713  * Note that the attributes of the two trees need to be exactly the same, and the
6714  * new tree needs to be empty, otherwise -EINVAL will be set in @mas.
6715  */
6716 static inline void mas_dup_build(struct ma_state *mas, struct ma_state *new_mas,
6717                 gfp_t gfp)
6718 {
6719         struct maple_node *node;
6720         struct maple_pnode *parent = NULL;
6721         struct maple_enode *root;
6722         enum maple_type type;
6723
6724         if (unlikely(mt_attr(mas->tree) != mt_attr(new_mas->tree)) ||
6725             unlikely(!mtree_empty(new_mas->tree))) {
6726                 mas_set_err(mas, -EINVAL);
6727                 return;
6728         }
6729
6730         root = mas_start(mas);
6731         if (mas_is_ptr(mas) || mas_is_none(mas))
6732                 goto set_new_tree;
6733
6734         node = mt_alloc_one(gfp);
6735         if (!node) {
6736                 new_mas->status = ma_none;
6737                 mas_set_err(mas, -ENOMEM);
6738                 return;
6739         }
6740
6741         type = mte_node_type(mas->node);
6742         root = mt_mk_node(node, type);
6743         new_mas->node = root;
6744         new_mas->min = 0;
6745         new_mas->max = ULONG_MAX;
6746         root = mte_mk_root(root);
6747         while (1) {
6748                 mas_copy_node(mas, new_mas, parent);
6749                 if (!mte_is_leaf(mas->node)) {
6750                         /* Only allocate child nodes for non-leaf nodes. */
6751                         mas_dup_alloc(mas, new_mas, gfp);
6752                         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
6753                                 return;
6754                 } else {
6755                         /*
6756                          * This is the last leaf node and duplication is
6757                          * completed.
6758                          */
6759                         if (mas->max == ULONG_MAX)
6760                                 goto done;
6761
6762                         /* This is not the last leaf node and needs to go up. */
6763                         do {
6764                                 mas_ascend(mas);
6765                                 mas_ascend(new_mas);
6766                         } while (mas->offset == mas_data_end(mas));
6767
6768                         /* Move to the next subtree. */
6769                         mas->offset++;
6770                         new_mas->offset++;
6771                 }
6772
6773                 mas_descend(mas);
6774                 parent = ma_parent_ptr(mte_to_node(new_mas->node));
6775                 mas_descend(new_mas);
6776                 mas->offset = 0;
6777                 new_mas->offset = 0;
6778         }
6779 done:
6780         /* Specially handle the parent of the root node. */
6781         mte_to_node(root)->parent = ma_parent_ptr(mas_tree_parent(new_mas));
6782 set_new_tree:
6783         /* Make them the same height */
6784         new_mas->tree->ma_flags = mas->tree->ma_flags;
6785         rcu_assign_pointer(new_mas->tree->ma_root, root);
6786 }
6787
6788 /**
6789  * __mt_dup(): Duplicate an entire maple tree
6790  * @mt: The source maple tree
6791  * @new: The new maple tree
6792  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6793  *
6794  * This function duplicates a maple tree in Depth-First Search (DFS) pre-order
6795  * traversal. It uses memcpy() to copy nodes in the source tree and allocate
6796  * new child nodes in non-leaf nodes. The new node is exactly the same as the
6797  * source node except for all the addresses stored in it. It will be faster than
6798  * traversing all elements in the source tree and inserting them one by one into
6799  * the new tree.
6800  * The user needs to ensure that the attributes of the source tree and the new
6801  * tree are the same, and the new tree needs to be an empty tree, otherwise
6802  * -EINVAL will be returned.
6803  * Note that the user needs to manually lock the source tree and the new tree.
6804  *
6805  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory could not be allocated, -EINVAL If
6806  * the attributes of the two trees are different or the new tree is not an empty
6807  * tree.
6808  */
6809 int __mt_dup(struct maple_tree *mt, struct maple_tree *new, gfp_t gfp)
6810 {
6811         int ret = 0;
6812         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
6813         MA_STATE(new_mas, new, 0, 0);
6814
6815         mas_dup_build(&mas, &new_mas, gfp);
6816         if (unlikely(mas_is_err(&mas))) {
6817                 ret = xa_err(mas.node);
6818                 if (ret == -ENOMEM)
6819                         mas_dup_free(&new_mas);
6820         }
6821
6822         return ret;
6823 }
6824 EXPORT_SYMBOL(__mt_dup);
6825
6826 /**
6827  * mtree_dup(): Duplicate an entire maple tree
6828  * @mt: The source maple tree
6829  * @new: The new maple tree
6830  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6831  *
6832  * This function duplicates a maple tree in Depth-First Search (DFS) pre-order
6833  * traversal. It uses memcpy() to copy nodes in the source tree and allocate
6834  * new child nodes in non-leaf nodes. The new node is exactly the same as the
6835  * source node except for all the addresses stored in it. It will be faster than
6836  * traversing all elements in the source tree and inserting them one by one into
6837  * the new tree.
6838  * The user needs to ensure that the attributes of the source tree and the new
6839  * tree are the same, and the new tree needs to be an empty tree, otherwise
6840  * -EINVAL will be returned.
6841  *
6842  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory could not be allocated, -EINVAL If
6843  * the attributes of the two trees are different or the new tree is not an empty
6844  * tree.
6845  */
6846 int mtree_dup(struct maple_tree *mt, struct maple_tree *new, gfp_t gfp)
6847 {
6848         int ret = 0;
6849         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
6850         MA_STATE(new_mas, new, 0, 0);
6851
6852         mas_lock(&new_mas);
6853         mas_lock_nested(&mas, SINGLE_DEPTH_NESTING);
6854         mas_dup_build(&mas, &new_mas, gfp);
6855         mas_unlock(&mas);
6856         if (unlikely(mas_is_err(&mas))) {
6857                 ret = xa_err(mas.node);
6858                 if (ret == -ENOMEM)
6859                         mas_dup_free(&new_mas);
6860         }
6861
6862         mas_unlock(&new_mas);
6863         return ret;
6864 }
6865 EXPORT_SYMBOL(mtree_dup);
6866
6867 /**
6868  * __mt_destroy() - Walk and free all nodes of a locked maple tree.
6869  * @mt: The maple tree
6870  *
6871  * Note: Does not handle locking.
6872  */
6873 void __mt_destroy(struct maple_tree *mt)
6874 {
6875         void *root = mt_root_locked(mt);
6876
6877         rcu_assign_pointer(mt->ma_root, NULL);
6878         if (xa_is_node(root))
6879                 mte_destroy_walk(root, mt);
6880
6881         mt->ma_flags = mt_attr(mt);
6882 }
6883 EXPORT_SYMBOL_GPL(__mt_destroy);
6884
6885 /**
6886  * mtree_destroy() - Destroy a maple tree
6887  * @mt: The maple tree
6888  *
6889  * Frees all resources used by the tree.  Handles locking.
6890  */
6891 void mtree_destroy(struct maple_tree *mt)
6892 {
6893         mtree_lock(mt);
6894         __mt_destroy(mt);
6895         mtree_unlock(mt);
6896 }
6897 EXPORT_SYMBOL(mtree_destroy);
6898
6899 /**
6900  * mt_find() - Search from the start up until an entry is found.
6901  * @mt: The maple tree
6902  * @index: Pointer which contains the start location of the search
6903  * @max: The maximum value of the search range
6904  *
6905  * Takes RCU read lock internally to protect the search, which does not
6906  * protect the returned pointer after dropping RCU read lock.
6907  * See also: Documentation/core-api/maple_tree.rst
6908  *
6909  * In case that an entry is found @index is updated to point to the next
6910  * possible entry independent whether the found entry is occupying a
6911  * single index or a range if indices.
6912  *
6913  * Return: The entry at or after the @index or %NULL
6914  */
6915 void *mt_find(struct maple_tree *mt, unsigned long *index, unsigned long max)
6916 {
6917         MA_STATE(mas, mt, *index, *index);
6918         void *entry;
6919 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
6920         unsigned long copy = *index;
6921 #endif
6922
6923         trace_ma_read(__func__, &mas);
6924
6925         if ((*index) > max)
6926                 return NULL;
6927
6928         rcu_read_lock();
6929 retry:
6930         entry = mas_state_walk(&mas);
6931         if (mas_is_start(&mas))
6932                 goto retry;
6933
6934         if (unlikely(xa_is_zero(entry)))
6935                 entry = NULL;
6936
6937         if (entry)
6938                 goto unlock;
6939
6940         while (mas_is_active(&mas) && (mas.last < max)) {
6941                 entry = mas_next_entry(&mas, max);
6942                 if (likely(entry && !xa_is_zero(entry)))
6943                         break;
6944         }
6945
6946         if (unlikely(xa_is_zero(entry)))
6947                 entry = NULL;
6948 unlock:
6949         rcu_read_unlock();
6950         if (likely(entry)) {
6951                 *index = mas.last + 1;
6952 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
6953                 if (MT_WARN_ON(mt, (*index) && ((*index) <= copy)))
6954                         pr_err("index not increased! %lx <= %lx\n",
6955                                *index, copy);
6956 #endif
6957         }
6958
6959         return entry;
6960 }
6961 EXPORT_SYMBOL(mt_find);
6962
6963 /**
6964  * mt_find_after() - Search from the start up until an entry is found.
6965  * @mt: The maple tree
6966  * @index: Pointer which contains the start location of the search
6967  * @max: The maximum value to check
6968  *
6969  * Same as mt_find() except that it checks @index for 0 before
6970  * searching. If @index == 0, the search is aborted. This covers a wrap
6971  * around of @index to 0 in an iterator loop.
6972  *
6973  * Return: The entry at or after the @index or %NULL
6974  */
6975 void *mt_find_after(struct maple_tree *mt, unsigned long *index,
6976                     unsigned long max)
6977 {
6978         if (!(*index))
6979                 return NULL;
6980
6981         return mt_find(mt, index, max);
6982 }
6983 EXPORT_SYMBOL(mt_find_after);
6984
6985 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
6986 atomic_t maple_tree_tests_run;
6987 EXPORT_SYMBOL_GPL(maple_tree_tests_run);
6988 atomic_t maple_tree_tests_passed;
6989 EXPORT_SYMBOL_GPL(maple_tree_tests_passed);
6990
6991 #ifndef __KERNEL__
6992 extern void kmem_cache_set_non_kernel(struct kmem_cache *, unsigned int);
6993 void mt_set_non_kernel(unsigned int val)
6994 {
6995         kmem_cache_set_non_kernel(maple_node_cache, val);
6996 }
6997
6998 extern void kmem_cache_set_callback(struct kmem_cache *cachep,
6999                 void (*callback)(void *));
7000 void mt_set_callback(void (*callback)(void *))
7001 {
7002         kmem_cache_set_callback(maple_node_cache, callback);
7003 }
7004
7005 extern void kmem_cache_set_private(struct kmem_cache *cachep, void *private);
7006 void mt_set_private(void *private)
7007 {
7008         kmem_cache_set_private(maple_node_cache, private);
7009 }
7010
7011 extern unsigned long kmem_cache_get_alloc(struct kmem_cache *);
7012 unsigned long mt_get_alloc_size(void)
7013 {
7014         return kmem_cache_get_alloc(maple_node_cache);
7015 }
7016
7017 extern void kmem_cache_zero_nr_tallocated(struct kmem_cache *);
7018 void mt_zero_nr_tallocated(void)
7019 {
7020         kmem_cache_zero_nr_tallocated(maple_node_cache);
7021 }
7022
7023 extern unsigned int kmem_cache_nr_tallocated(struct kmem_cache *);
7024 unsigned int mt_nr_tallocated(void)
7025 {
7026         return kmem_cache_nr_tallocated(maple_node_cache);
7027 }
7028
7029 extern unsigned int kmem_cache_nr_allocated(struct kmem_cache *);
7030 unsigned int mt_nr_allocated(void)
7031 {
7032         return kmem_cache_nr_allocated(maple_node_cache);
7033 }
7034
7035 void mt_cache_shrink(void)
7036 {
7037 }
7038 #else
7039 /*
7040  * mt_cache_shrink() - For testing, don't use this.
7041  *
7042  * Certain testcases can trigger an OOM when combined with other memory
7043  * debugging configuration options.  This function is used to reduce the
7044  * possibility of an out of memory even due to kmem_cache objects remaining
7045  * around for longer than usual.
7046  */
7047 void mt_cache_shrink(void)
7048 {
7049         kmem_cache_shrink(maple_node_cache);
7050
7051 }
7052 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_cache_shrink);
7053
7054 #endif /* not defined __KERNEL__ */
7055 /*
7056  * mas_get_slot() - Get the entry in the maple state node stored at @offset.
7057  * @mas: The maple state
7058  * @offset: The offset into the slot array to fetch.
7059  *
7060  * Return: The entry stored at @offset.
7061  */
7062 static inline struct maple_enode *mas_get_slot(struct ma_state *mas,
7063                 unsigned char offset)
7064 {
7065         return mas_slot(mas, ma_slots(mas_mn(mas), mte_node_type(mas->node)),
7066                         offset);
7067 }
7068
7069 /* Depth first search, post-order */
7070 static void mas_dfs_postorder(struct ma_state *mas, unsigned long max)
7071 {
7072
7073         struct maple_enode *p, *mn = mas->node;
7074         unsigned long p_min, p_max;
7075
7076         mas_next_node(mas, mas_mn(mas), max);
7077         if (!mas_is_overflow(mas))
7078                 return;
7079
7080         if (mte_is_root(mn))
7081                 return;
7082
7083         mas->node = mn;
7084         mas_ascend(mas);
7085         do {
7086                 p = mas->node;
7087                 p_min = mas->min;
7088                 p_max = mas->max;
7089                 mas_prev_node(mas, 0);
7090         } while (!mas_is_underflow(mas));
7091
7092         mas->node = p;
7093         mas->max = p_max;
7094         mas->min = p_min;
7095 }
7096
7097 /* Tree validations */
7098 static void mt_dump_node(const struct maple_tree *mt, void *entry,
7099                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth,
7100                 enum mt_dump_format format);
7101 static void mt_dump_range(unsigned long min, unsigned long max,
7102                           unsigned int depth, enum mt_dump_format format)
7103 {
7104         static const char spaces[] = "                                ";
7105
7106         switch(format) {
7107         case mt_dump_hex:
7108                 if (min == max)
7109                         pr_info("%.*s%lx: ", depth * 2, spaces, min);
7110                 else
7111                         pr_info("%.*s%lx-%lx: ", depth * 2, spaces, min, max);
7112                 break;
7113         case mt_dump_dec:
7114                 if (min == max)
7115                         pr_info("%.*s%lu: ", depth * 2, spaces, min);
7116                 else
7117                         pr_info("%.*s%lu-%lu: ", depth * 2, spaces, min, max);
7118         }
7119 }
7120
7121 static void mt_dump_entry(void *entry, unsigned long min, unsigned long max,
7122                           unsigned int depth, enum mt_dump_format format)
7123 {
7124         mt_dump_range(min, max, depth, format);
7125
7126         if (xa_is_value(entry))
7127                 pr_cont("value %ld (0x%lx) [%p]\n", xa_to_value(entry),
7128                                 xa_to_value(entry), entry);
7129         else if (xa_is_zero(entry))
7130                 pr_cont("zero (%ld)\n", xa_to_internal(entry));
7131         else if (mt_is_reserved(entry))
7132                 pr_cont("UNKNOWN ENTRY (%p)\n", entry);
7133         else
7134                 pr_cont("%p\n", entry);
7135 }
7136
7137 static void mt_dump_range64(const struct maple_tree *mt, void *entry,
7138                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth,
7139                 enum mt_dump_format format)
7140 {
7141         struct maple_range_64 *node = &mte_to_node(entry)->mr64;
7142         bool leaf = mte_is_leaf(entry);
7143         unsigned long first = min;
7144         int i;
7145
7146         pr_cont(" contents: ");
7147         for (i = 0; i < MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1; i++) {
7148                 switch(format) {
7149                 case mt_dump_hex:
7150                         pr_cont("%p %lX ", node->slot[i], node->pivot[i]);
7151                         break;
7152                 case mt_dump_dec:
7153                         pr_cont("%p %lu ", node->slot[i], node->pivot[i]);
7154                 }
7155         }
7156         pr_cont("%p\n", node->slot[i]);
7157         for (i = 0; i < MAPLE_RANGE64_SLOTS; i++) {
7158                 unsigned long last = max;
7159
7160                 if (i < (MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1))
7161                         last = node->pivot[i];
7162                 else if (!node->slot[i] && max != mt_node_max(entry))
7163                         break;
7164                 if (last == 0 && i > 0)
7165                         break;
7166                 if (leaf)
7167                         mt_dump_entry(mt_slot(mt, node->slot, i),
7168                                         first, last, depth + 1, format);
7169                 else if (node->slot[i])
7170                         mt_dump_node(mt, mt_slot(mt, node->slot, i),
7171                                         first, last, depth + 1, format);
7172
7173                 if (last == max)
7174                         break;
7175                 if (last > max) {
7176                         switch(format) {
7177                         case mt_dump_hex:
7178                                 pr_err("node %p last (%lx) > max (%lx) at pivot %d!\n",
7179                                         node, last, max, i);
7180                                 break;
7181                         case mt_dump_dec:
7182                                 pr_err("node %p last (%lu) > max (%lu) at pivot %d!\n",
7183                                         node, last, max, i);
7184                         }
7185                 }
7186                 first = last + 1;
7187         }
7188 }
7189
7190 static void mt_dump_arange64(const struct maple_tree *mt, void *entry,
7191         unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth,
7192         enum mt_dump_format format)
7193 {
7194         struct maple_arange_64 *node = &mte_to_node(entry)->ma64;
7195         unsigned long first = min;
7196         int i;
7197
7198         pr_cont(" contents: ");
7199         for (i = 0; i < MAPLE_ARANGE64_SLOTS; i++) {
7200                 switch (format) {
7201                 case mt_dump_hex:
7202                         pr_cont("%lx ", node->gap[i]);
7203                         break;
7204                 case mt_dump_dec:
7205                         pr_cont("%lu ", node->gap[i]);
7206                 }
7207         }
7208         pr_cont("| %02X %02X| ", node->meta.end, node->meta.gap);
7209         for (i = 0; i < MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 1; i++) {
7210                 switch (format) {
7211                 case mt_dump_hex:
7212                         pr_cont("%p %lX ", node->slot[i], node->pivot[i]);
7213                         break;
7214                 case mt_dump_dec:
7215                         pr_cont("%p %lu ", node->slot[i], node->pivot[i]);
7216                 }
7217         }
7218         pr_cont("%p\n", node->slot[i]);
7219         for (i = 0; i < MAPLE_ARANGE64_SLOTS; i++) {
7220                 unsigned long last = max;
7221
7222                 if (i < (MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 1))
7223                         last = node->pivot[i];
7224                 else if (!node->slot[i])
7225                         break;
7226                 if (last == 0 && i > 0)
7227                         break;
7228                 if (node->slot[i])
7229                         mt_dump_node(mt, mt_slot(mt, node->slot, i),
7230                                         first, last, depth + 1, format);
7231
7232                 if (last == max)
7233                         break;
7234                 if (last > max) {
7235                         switch(format) {
7236                         case mt_dump_hex:
7237                                 pr_err("node %p last (%lx) > max (%lx) at pivot %d!\n",
7238                                         node, last, max, i);
7239                                 break;
7240                         case mt_dump_dec:
7241                                 pr_err("node %p last (%lu) > max (%lu) at pivot %d!\n",
7242                                         node, last, max, i);
7243                         }
7244                 }
7245                 first = last + 1;
7246         }
7247 }
7248
7249 static void mt_dump_node(const struct maple_tree *mt, void *entry,
7250                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth,
7251                 enum mt_dump_format format)
7252 {
7253         struct maple_node *node = mte_to_node(entry);
7254         unsigned int type = mte_node_type(entry);
7255         unsigned int i;
7256
7257         mt_dump_range(min, max, depth, format);
7258
7259         pr_cont("node %p depth %d type %d parent %p", node, depth, type,
7260                         node ? node->parent : NULL);
7261         switch (type) {
7262         case maple_dense:
7263                 pr_cont("\n");
7264                 for (i = 0; i < MAPLE_NODE_SLOTS; i++) {
7265                         if (min + i > max)
7266                                 pr_cont("OUT OF RANGE: ");
7267                         mt_dump_entry(mt_slot(mt, node->slot, i),
7268                                         min + i, min + i, depth, format);
7269                 }
7270                 break;
7271         case maple_leaf_64:
7272         case maple_range_64:
7273                 mt_dump_range64(mt, entry, min, max, depth, format);
7274                 break;
7275         case maple_arange_64:
7276                 mt_dump_arange64(mt, entry, min, max, depth, format);
7277                 break;
7278
7279         default:
7280                 pr_cont(" UNKNOWN TYPE\n");
7281         }
7282 }
7283
7284 void mt_dump(const struct maple_tree *mt, enum mt_dump_format format)
7285 {
7286         void *entry = rcu_dereference_check(mt->ma_root, mt_locked(mt));
7287
7288         pr_info("maple_tree(%p) flags %X, height %u root %p\n",
7289                  mt, mt->ma_flags, mt_height(mt), entry);
7290         if (!xa_is_node(entry))
7291                 mt_dump_entry(entry, 0, 0, 0, format);
7292         else if (entry)
7293                 mt_dump_node(mt, entry, 0, mt_node_max(entry), 0, format);
7294 }
7295 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_dump);
7296
7297 /*
7298  * Calculate the maximum gap in a node and check if that's what is reported in
7299  * the parent (unless root).
7300  */
7301 static void mas_validate_gaps(struct ma_state *mas)
7302 {
7303         struct maple_enode *mte = mas->node;
7304         struct maple_node *p_mn, *node = mte_to_node(mte);
7305         enum maple_type mt = mte_node_type(mas->node);
7306         unsigned long gap = 0, max_gap = 0;
7307         unsigned long p_end, p_start = mas->min;
7308         unsigned char p_slot, offset;
7309         unsigned long *gaps = NULL;
7310         unsigned long *pivots = ma_pivots(node, mt);
7311         unsigned int i;
7312
7313         if (ma_is_dense(mt)) {
7314                 for (i = 0; i < mt_slot_count(mte); i++) {
7315                         if (mas_get_slot(mas, i)) {
7316                                 if (gap > max_gap)
7317                                         max_gap = gap;
7318                                 gap = 0;
7319                                 continue;
7320                         }
7321                         gap++;
7322                 }
7323                 goto counted;
7324         }
7325
7326         gaps = ma_gaps(node, mt);
7327         for (i = 0; i < mt_slot_count(mte); i++) {
7328                 p_end = mas_safe_pivot(mas, pivots, i, mt);
7329
7330                 if (!gaps) {
7331                         if (!mas_get_slot(mas, i))
7332                                 gap = p_end - p_start + 1;
7333                 } else {
7334                         void *entry = mas_get_slot(mas, i);
7335
7336                         gap = gaps[i];
7337                         MT_BUG_ON(mas->tree, !entry);
7338
7339                         if (gap > p_end - p_start + 1) {
7340                                 pr_err("%p[%u] %lu >= %lu - %lu + 1 (%lu)\n",
7341                                        mas_mn(mas), i, gap, p_end, p_start,
7342                                        p_end - p_start + 1);
7343                                 MT_BUG_ON(mas->tree, gap > p_end - p_start + 1);
7344                         }
7345                 }
7346
7347                 if (gap > max_gap)
7348                         max_gap = gap;
7349
7350                 p_start = p_end + 1;
7351                 if (p_end >= mas->max)
7352                         break;
7353         }
7354
7355 counted:
7356         if (mt == maple_arange_64) {
7357                 MT_BUG_ON(mas->tree, !gaps);
7358                 offset = ma_meta_gap(node);
7359                 if (offset > i) {
7360                         pr_err("gap offset %p[%u] is invalid\n", node, offset);
7361                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7362                 }
7363
7364                 if (gaps[offset] != max_gap) {
7365                         pr_err("gap %p[%u] is not the largest gap %lu\n",
7366                                node, offset, max_gap);
7367                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7368                 }
7369
7370                 for (i++ ; i < mt_slot_count(mte); i++) {
7371                         if (gaps[i] != 0) {
7372                                 pr_err("gap %p[%u] beyond node limit != 0\n",
7373                                        node, i);
7374                                 MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7375                         }
7376                 }
7377         }
7378
7379         if (mte_is_root(mte))
7380                 return;
7381
7382         p_slot = mte_parent_slot(mas->node);
7383         p_mn = mte_parent(mte);
7384         MT_BUG_ON(mas->tree, max_gap > mas->max);
7385         if (ma_gaps(p_mn, mas_parent_type(mas, mte))[p_slot] != max_gap) {
7386                 pr_err("gap %p[%u] != %lu\n", p_mn, p_slot, max_gap);
7387                 mt_dump(mas->tree, mt_dump_hex);
7388                 MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7389         }
7390 }
7391
7392 static void mas_validate_parent_slot(struct ma_state *mas)
7393 {
7394         struct maple_node *parent;
7395         struct maple_enode *node;
7396         enum maple_type p_type;
7397         unsigned char p_slot;
7398         void __rcu **slots;
7399         int i;
7400
7401         if (mte_is_root(mas->node))
7402                 return;
7403
7404         p_slot = mte_parent_slot(mas->node);
7405         p_type = mas_parent_type(mas, mas->node);
7406         parent = mte_parent(mas->node);
7407         slots = ma_slots(parent, p_type);
7408         MT_BUG_ON(mas->tree, mas_mn(mas) == parent);
7409
7410         /* Check prev/next parent slot for duplicate node entry */
7411
7412         for (i = 0; i < mt_slots[p_type]; i++) {
7413                 node = mas_slot(mas, slots, i);
7414                 if (i == p_slot) {
7415                         if (node != mas->node)
7416                                 pr_err("parent %p[%u] does not have %p\n",
7417                                         parent, i, mas_mn(mas));
7418                         MT_BUG_ON(mas->tree, node != mas->node);
7419                 } else if (node == mas->node) {
7420                         pr_err("Invalid child %p at parent %p[%u] p_slot %u\n",
7421                                mas_mn(mas), parent, i, p_slot);
7422                         MT_BUG_ON(mas->tree, node == mas->node);
7423                 }
7424         }
7425 }
7426
7427 static void mas_validate_child_slot(struct ma_state *mas)
7428 {
7429         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
7430         void __rcu **slots = ma_slots(mte_to_node(mas->node), type);
7431         unsigned long *pivots = ma_pivots(mte_to_node(mas->node), type);
7432         struct maple_enode *child;
7433         unsigned char i;
7434
7435         if (mte_is_leaf(mas->node))
7436                 return;
7437
7438         for (i = 0; i < mt_slots[type]; i++) {
7439                 child = mas_slot(mas, slots, i);
7440
7441                 if (!child) {
7442                         pr_err("Non-leaf node lacks child at %p[%u]\n",
7443                                mas_mn(mas), i);
7444                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7445                 }
7446
7447                 if (mte_parent_slot(child) != i) {
7448                         pr_err("Slot error at %p[%u]: child %p has pslot %u\n",
7449                                mas_mn(mas), i, mte_to_node(child),
7450                                mte_parent_slot(child));
7451                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7452                 }
7453
7454                 if (mte_parent(child) != mte_to_node(mas->node)) {
7455                         pr_err("child %p has parent %p not %p\n",
7456                                mte_to_node(child), mte_parent(child),
7457                                mte_to_node(mas->node));
7458                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7459                 }
7460
7461                 if (i < mt_pivots[type] && pivots[i] == mas->max)
7462                         break;
7463         }
7464 }
7465
7466 /*
7467  * Validate all pivots are within mas->min and mas->max, check metadata ends
7468  * where the maximum ends and ensure there is no slots or pivots set outside of
7469  * the end of the data.
7470  */
7471 static void mas_validate_limits(struct ma_state *mas)
7472 {
7473         int i;
7474         unsigned long prev_piv = 0;
7475         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
7476         void __rcu **slots = ma_slots(mte_to_node(mas->node), type);
7477         unsigned long *pivots = ma_pivots(mas_mn(mas), type);
7478
7479         for (i = 0; i < mt_slots[type]; i++) {
7480                 unsigned long piv;
7481
7482                 piv = mas_safe_pivot(mas, pivots, i, type);
7483
7484                 if (!piv && (i != 0)) {
7485                         pr_err("Missing node limit pivot at %p[%u]",
7486                                mas_mn(mas), i);
7487                         MAS_WARN_ON(mas, 1);
7488                 }
7489
7490                 if (prev_piv > piv) {
7491                         pr_err("%p[%u] piv %lu < prev_piv %lu\n",
7492                                 mas_mn(mas), i, piv, prev_piv);
7493                         MAS_WARN_ON(mas, piv < prev_piv);
7494                 }
7495
7496                 if (piv < mas->min) {
7497                         pr_err("%p[%u] %lu < %lu\n", mas_mn(mas), i,
7498                                 piv, mas->min);
7499                         MAS_WARN_ON(mas, piv < mas->min);
7500                 }
7501                 if (piv > mas->max) {
7502                         pr_err("%p[%u] %lu > %lu\n", mas_mn(mas), i,
7503                                 piv, mas->max);
7504                         MAS_WARN_ON(mas, piv > mas->max);
7505                 }
7506                 prev_piv = piv;
7507                 if (piv == mas->max)
7508                         break;
7509         }
7510
7511         if (mas_data_end(mas) != i) {
7512                 pr_err("node%p: data_end %u != the last slot offset %u\n",
7513                        mas_mn(mas), mas_data_end(mas), i);
7514                 MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
7515         }
7516
7517         for (i += 1; i < mt_slots[type]; i++) {
7518                 void *entry = mas_slot(mas, slots, i);
7519
7520                 if (entry && (i != mt_slots[type] - 1)) {
7521                         pr_err("%p[%u] should not have entry %p\n", mas_mn(mas),
7522                                i, entry);
7523                         MT_BUG_ON(mas->tree, entry != NULL);
7524                 }
7525
7526                 if (i < mt_pivots[type]) {
7527                         unsigned long piv = pivots[i];
7528
7529                         if (!piv)
7530                                 continue;
7531
7532                         pr_err("%p[%u] should not have piv %lu\n",
7533                                mas_mn(mas), i, piv);
7534                         MAS_WARN_ON(mas, i < mt_pivots[type] - 1);
7535                 }
7536         }
7537 }
7538
7539 static void mt_validate_nulls(struct maple_tree *mt)
7540 {
7541         void *entry, *last = (void *)1;
7542         unsigned char offset = 0;
7543         void __rcu **slots;
7544         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
7545
7546         mas_start(&mas);
7547         if (mas_is_none(&mas) || (mas_is_ptr(&mas)))
7548                 return;
7549
7550         while (!mte_is_leaf(mas.node))
7551                 mas_descend(&mas);
7552
7553         slots = ma_slots(mte_to_node(mas.node), mte_node_type(mas.node));
7554         do {
7555                 entry = mas_slot(&mas, slots, offset);
7556                 if (!last && !entry) {
7557                         pr_err("Sequential nulls end at %p[%u]\n",
7558                                 mas_mn(&mas), offset);
7559                 }
7560                 MT_BUG_ON(mt, !last && !entry);
7561                 last = entry;
7562                 if (offset == mas_data_end(&mas)) {
7563                         mas_next_node(&mas, mas_mn(&mas), ULONG_MAX);
7564                         if (mas_is_overflow(&mas))
7565                                 return;
7566                         offset = 0;
7567                         slots = ma_slots(mte_to_node(mas.node),
7568                                          mte_node_type(mas.node));
7569                 } else {
7570                         offset++;
7571                 }
7572
7573         } while (!mas_is_overflow(&mas));
7574 }
7575
7576 /*
7577  * validate a maple tree by checking:
7578  * 1. The limits (pivots are within mas->min to mas->max)
7579  * 2. The gap is correctly set in the parents
7580  */
7581 void mt_validate(struct maple_tree *mt)
7582         __must_hold(mas->tree->ma_lock)
7583 {
7584         unsigned char end;
7585
7586         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
7587         mas_start(&mas);
7588         if (!mas_is_active(&mas))
7589                 return;
7590
7591         while (!mte_is_leaf(mas.node))
7592                 mas_descend(&mas);
7593
7594         while (!mas_is_overflow(&mas)) {
7595                 MAS_WARN_ON(&mas, mte_dead_node(mas.node));
7596                 end = mas_data_end(&mas);
7597                 if (MAS_WARN_ON(&mas, (end < mt_min_slot_count(mas.node)) &&
7598                                 (mas.max != ULONG_MAX))) {
7599                         pr_err("Invalid size %u of %p\n", end, mas_mn(&mas));
7600                 }
7601
7602                 mas_validate_parent_slot(&mas);
7603                 mas_validate_limits(&mas);
7604                 mas_validate_child_slot(&mas);
7605                 if (mt_is_alloc(mt))
7606                         mas_validate_gaps(&mas);
7607                 mas_dfs_postorder(&mas, ULONG_MAX);
7608         }
7609         mt_validate_nulls(mt);
7610 }
7611 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_validate);
7612
7613 void mas_dump(const struct ma_state *mas)
7614 {
7615         pr_err("MAS: tree=%p enode=%p ", mas->tree, mas->node);
7616         switch (mas->status) {
7617         case ma_active:
7618                 pr_err("(ma_active)");
7619                 break;
7620         case ma_none:
7621                 pr_err("(ma_none)");
7622                 break;
7623         case ma_root:
7624                 pr_err("(ma_root)");
7625                 break;
7626         case ma_start:
7627                 pr_err("(ma_start) ");
7628                 break;
7629         case ma_pause:
7630                 pr_err("(ma_pause) ");
7631                 break;
7632         case ma_overflow:
7633                 pr_err("(ma_overflow) ");
7634                 break;
7635         case ma_underflow:
7636                 pr_err("(ma_underflow) ");
7637                 break;
7638         case ma_error:
7639                 pr_err("(ma_error) ");
7640                 break;
7641         }
7642
7643         pr_err("Store Type: ");
7644         switch (mas->store_type) {
7645         case wr_invalid:
7646                 pr_err("invalid store type\n");
7647                 break;
7648         case wr_new_root:
7649                 pr_err("new_root\n");
7650                 break;
7651         case wr_store_root:
7652                 pr_err("store_root\n");
7653                 break;
7654         case wr_exact_fit:
7655                 pr_err("exact_fit\n");
7656                 break;
7657         case wr_split_store:
7658                 pr_err("split_store\n");
7659                 break;
7660         case wr_slot_store:
7661                 pr_err("slot_store\n");
7662                 break;
7663         case wr_append:
7664                 pr_err("append\n");
7665                 break;
7666         case wr_node_store:
7667                 pr_err("node_store\n");
7668                 break;
7669         case wr_spanning_store:
7670                 pr_err("spanning_store\n");
7671                 break;
7672         case wr_rebalance:
7673                 pr_err("rebalance\n");
7674                 break;
7675         }
7676
7677         pr_err("[%u/%u] index=%lx last=%lx\n", mas->offset, mas->end,
7678                mas->index, mas->last);
7679         pr_err("     min=%lx max=%lx alloc=%p, depth=%u, flags=%x\n",
7680                mas->min, mas->max, mas->alloc, mas->depth, mas->mas_flags);
7681         if (mas->index > mas->last)
7682                 pr_err("Check index & last\n");
7683 }
7684 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_dump);
7685
7686 void mas_wr_dump(const struct ma_wr_state *wr_mas)
7687 {
7688         pr_err("WR_MAS: node=%p r_min=%lx r_max=%lx\n",
7689                wr_mas->node, wr_mas->r_min, wr_mas->r_max);
7690         pr_err("        type=%u off_end=%u, node_end=%u, end_piv=%lx\n",
7691                wr_mas->type, wr_mas->offset_end, wr_mas->mas->end,
7692                wr_mas->end_piv);
7693 }
7694 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_wr_dump);
7695
7696 #endif /* CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE */
This page took 0.456342 seconds and 4 git commands to generate.