lib/radix-tree.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001 Momchil Velikov
   3  * Portions Copyright (C) 2001 Christoph Hellwig
   4  * Copyright (C) 2005 SGI, Christoph Lameter
   5  * Copyright (C) 2006 Nick Piggin
   6  * Copyright (C) 2012 Konstantin Khlebnikov
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10  * published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at
  11  * your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21  */
  22
  23 #include <linux/errno.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/export.h>
  27 #include <linux/radix-tree.h>
  28 #include <linux/percpu.h>
  29 #include <linux/slab.h>
  30 #include <linux/kmemleak.h>
  31 #include <linux/notifier.h>
  32 #include <linux/cpu.h>
  33 #include <linux/string.h>
  34 #include <linux/bitops.h>
  35 #include <linux/rcupdate.h>
  36 #include <linux/preempt.h>              /* in_interrupt() */
  37
  38
  39 /*
  40  * The height_to_maxindex array needs to be one deeper than the maximum
  41  * path as height 0 holds only 1 entry.
  42  */
  43 static unsigned long height_to_maxindex[RADIX_TREE_MAX_PATH + 1] __read_mostly;
  44
  45 /*
  46  * Radix tree node cache.
  47  */
  48 static struct kmem_cache *radix_tree_node_cachep;
  49
  50 /*
  51  * The radix tree is variable-height, so an insert operation not only has
  52  * to build the branch to its corresponding item, it also has to build the
  53  * branch to existing items if the size has to be increased (by
  54  * radix_tree_extend).
  55  *
  56  * The worst case is a zero height tree with just a single item at index 0,
  57  * and then inserting an item at index ULONG_MAX. This requires 2 new branches
  58  * of RADIX_TREE_MAX_PATH size to be created, with only the root node shared.
  59  * Hence:
  60  */
  61 #define RADIX_TREE_PRELOAD_SIZE (RADIX_TREE_MAX_PATH * 2 - 1)
  62
  63 /*
  64  * Per-cpu pool of preloaded nodes
  65  */
  66 struct radix_tree_preload {
  67         int nr;
  68         /* nodes->private_data points to next preallocated node */
  69         struct radix_tree_node *nodes;
  70 };
  71 static DEFINE_PER_CPU(struct radix_tree_preload, radix_tree_preloads) = { 0, };
  72
  73 static inline void *ptr_to_indirect(void *ptr)
  74 {
  75         return (void *)((unsigned long)ptr | RADIX_TREE_INDIRECT_PTR);
  76 }
  77
  78 static inline void *indirect_to_ptr(void *ptr)
  79 {
  80         return (void *)((unsigned long)ptr & ~RADIX_TREE_INDIRECT_PTR);
  81 }
  82
  83 static inline gfp_t root_gfp_mask(struct radix_tree_root *root)
  84 {
  85         return root->gfp_mask & __GFP_BITS_MASK;
  86 }
  87
  88 static inline void tag_set(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag,
  89                 int offset)
  90 {
  91         __set_bit(offset, node->tags[tag]);
  92 }
  93
  94 static inline void tag_clear(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag,
  95                 int offset)
  96 {
  97         __clear_bit(offset, node->tags[tag]);
  98 }
  99
 100 static inline int tag_get(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag,
 101                 int offset)
 102 {
 103         return test_bit(offset, node->tags[tag]);
 104 }
 105
 106 static inline void root_tag_set(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
 107 {
 108         root->gfp_mask |= (__force gfp_t)(1 << (tag + __GFP_BITS_SHIFT));
 109 }
 110
 111 static inline void root_tag_clear(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
 112 {
 113         root->gfp_mask &= (__force gfp_t)~(1 << (tag + __GFP_BITS_SHIFT));
 114 }
 115
 116 static inline void root_tag_clear_all(struct radix_tree_root *root)
 117 {
 118         root->gfp_mask &= __GFP_BITS_MASK;
 119 }
 120
 121 static inline int root_tag_get(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
 122 {
 123         return (__force unsigned)root->gfp_mask & (1 << (tag + __GFP_BITS_SHIFT));
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Returns 1 if any slot in the node has this tag set.
 128  * Otherwise returns 0.
 129  */
 130 static inline int any_tag_set(struct radix_tree_node *node, unsigned int tag)
 131 {
 132         int idx;
 133         for (idx = 0; idx < RADIX_TREE_TAG_LONGS; idx++) {
 134                 if (node->tags[tag][idx])
 135                         return 1;
 136         }
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * radix_tree_find_next_bit - find the next set bit in a memory region
 142  *
 143  * @addr: The address to base the search on
 144  * @size: The bitmap size in bits
 145  * @offset: The bitnumber to start searching at
 146  *
 147  * Unrollable variant of find_next_bit() for constant size arrays.
 148  * Tail bits starting from size to roundup(size, BITS_PER_LONG) must be zero.
 149  * Returns next bit offset, or size if nothing found.
 150  */
 151 static __always_inline unsigned long
 152 radix_tree_find_next_bit(const unsigned long *addr,
 153                          unsigned long size, unsigned long offset)
 154 {
 155         if (!__builtin_constant_p(size))
 156                 return find_next_bit(addr, size, offset);
 157
 158         if (offset < size) {
 159                 unsigned long tmp;
 160
 161                 addr += offset / BITS_PER_LONG;
 162                 tmp = *addr >> (offset % BITS_PER_LONG);
 163                 if (tmp)
 164                         return __ffs(tmp) + offset;
 165                 offset = (offset + BITS_PER_LONG) & ~(BITS_PER_LONG - 1);
 166                 while (offset < size) {
 167                         tmp = *++addr;
 168                         if (tmp)
 169                                 return __ffs(tmp) + offset;
 170                         offset += BITS_PER_LONG;
 171                 }
 172         }
 173         return size;
 174 }
 175
 176 /*
 177  * This assumes that the caller has performed appropriate preallocation, and
 178  * that the caller has pinned this thread of control to the current CPU.
 179  */
 180 static struct radix_tree_node *
 181 radix_tree_node_alloc(struct radix_tree_root *root)
 182 {
 183         struct radix_tree_node *ret = NULL;
 184         gfp_t gfp_mask = root_gfp_mask(root);
 185
 186         /*
 187          * Preload code isn't irq safe and it doesn't make sence to use
 188          * preloading in the interrupt anyway as all the allocations have to
 189          * be atomic. So just do normal allocation when in interrupt.
 190          */
 191         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) && !in_interrupt()) {
 192                 struct radix_tree_preload *rtp;
 193
 194                 /*
 195                  * Provided the caller has preloaded here, we will always
 196                  * succeed in getting a node here (and never reach
 197                  * kmem_cache_alloc)
 198                  */
 199                 rtp = this_cpu_ptr(&radix_tree_preloads);
 200                 if (rtp->nr) {
 201                         ret = rtp->nodes;
 202                         rtp->nodes = ret->private_data;
 203                         ret->private_data = NULL;
 204                         rtp->nr--;
 205                 }
 206                 /*
 207                  * Update the allocation stack trace as this is more useful
 208                  * for debugging.
 209                  */
 210                 kmemleak_update_trace(ret);
 211         }
 212         if (ret == NULL)
 213                 ret = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep, gfp_mask);
 214
 215         BUG_ON(radix_tree_is_indirect_ptr(ret));
 216         return ret;
 217 }
 218
 219 static void radix_tree_node_rcu_free(struct rcu_head *head)
 220 {
 221         struct radix_tree_node *node =
 222                         container_of(head, struct radix_tree_node, rcu_head);
 223         int i;
 224
 225         /*
 226          * must only free zeroed nodes into the slab. radix_tree_shrink
 227          * can leave us with a non-NULL entry in the first slot, so clear
 228          * that here to make sure.
 229          */
 230         for (i = 0; i < RADIX_TREE_MAX_TAGS; i++)
 231                 tag_clear(node, i, 0);
 232
 233         node->slots[0] = NULL;
 234         node->count = 0;
 235
 236         kmem_cache_free(radix_tree_node_cachep, node);
 237 }
 238
 239 static inline void
 240 radix_tree_node_free(struct radix_tree_node *node)
 241 {
 242         call_rcu(&node->rcu_head, radix_tree_node_rcu_free);
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Load up this CPU's radix_tree_node buffer with sufficient objects to
 247  * ensure that the addition of a single element in the tree cannot fail.  On
 248  * success, return zero, with preemption disabled.  On error, return -ENOMEM
 249  * with preemption not disabled.
 250  *
 251  * To make use of this facility, the radix tree must be initialised without
 252  * __GFP_DIRECT_RECLAIM being passed to INIT_RADIX_TREE().
 253  */
 254 static int __radix_tree_preload(gfp_t gfp_mask)
 255 {
 256         struct radix_tree_preload *rtp;
 257         struct radix_tree_node *node;
 258         int ret = -ENOMEM;
 259
 260         preempt_disable();
 261         rtp = this_cpu_ptr(&radix_tree_preloads);
 262         while (rtp->nr < RADIX_TREE_PRELOAD_SIZE) {
 263                 preempt_enable();
 264                 node = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep, gfp_mask);
 265                 if (node == NULL)
 266                         goto out;
 267                 preempt_disable();
 268                 rtp = this_cpu_ptr(&radix_tree_preloads);
 269                 if (rtp->nr < RADIX_TREE_PRELOAD_SIZE) {
 270                         node->private_data = rtp->nodes;
 271                         rtp->nodes = node;
 272                         rtp->nr++;
 273                 } else {
 274                         kmem_cache_free(radix_tree_node_cachep, node);
 275                 }
 276         }
 277         ret = 0;
 278 out:
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Load up this CPU's radix_tree_node buffer with sufficient objects to
 284  * ensure that the addition of a single element in the tree cannot fail.  On
 285  * success, return zero, with preemption disabled.  On error, return -ENOMEM
 286  * with preemption not disabled.
 287  *
 288  * To make use of this facility, the radix tree must be initialised without
 289  * __GFP_DIRECT_RECLAIM being passed to INIT_RADIX_TREE().
 290  */
 291 int radix_tree_preload(gfp_t gfp_mask)
 292 {
 293         /* Warn on non-sensical use... */
 294         WARN_ON_ONCE(!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask));
 295         return __radix_tree_preload(gfp_mask);
 296 }
 297 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_preload);
 298
 299 /*
 300  * The same as above function, except we don't guarantee preloading happens.
 301  * We do it, if we decide it helps. On success, return zero with preemption
 302  * disabled. On error, return -ENOMEM with preemption not disabled.
 303  */
 304 int radix_tree_maybe_preload(gfp_t gfp_mask)
 305 {
 306         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
 307                 return __radix_tree_preload(gfp_mask);
 308         /* Preloading doesn't help anything with this gfp mask, skip it */
 309         preempt_disable();
 310         return 0;
 311 }
 312 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_maybe_preload);
 313
 314 /*
 315  *      Return the maximum key which can be store into a
 316  *      radix tree with height HEIGHT.
 317  */
 318 static inline unsigned long radix_tree_maxindex(unsigned int height)
 319 {
 320         return height_to_maxindex[height];
 321 }
 322
 323 /*
 324  *      Extend a radix tree so it can store key @index.
 325  */
 326 static int radix_tree_extend(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
 327 {
 328         struct radix_tree_node *node;
 329         struct radix_tree_node *slot;
 330         unsigned int height;
 331         int tag;
 332
 333         /* Figure out what the height should be.  */
 334         height = root->height + 1;
 335         while (index > radix_tree_maxindex(height))
 336                 height++;
 337
 338         if (root->rnode == NULL) {
 339                 root->height = height;
 340                 goto out;
 341         }
 342
 343         do {
 344                 unsigned int newheight;
 345                 if (!(node = radix_tree_node_alloc(root)))
 346                         return -ENOMEM;
 347
 348                 /* Propagate the aggregated tag info into the new root */
 349                 for (tag = 0; tag < RADIX_TREE_MAX_TAGS; tag++) {
 350                         if (root_tag_get(root, tag))
 351                                 tag_set(node, tag, 0);
 352                 }
 353
 354                 /* Increase the height.  */
 355                 newheight = root->height+1;
 356                 BUG_ON(newheight & ~RADIX_TREE_HEIGHT_MASK);
 357                 node->path = newheight;
 358                 node->count = 1;
 359                 node->parent = NULL;
 360                 slot = root->rnode;
 361                 if (newheight > 1) {
 362                         slot = indirect_to_ptr(slot);
 363                         slot->parent = node;
 364                 }
 365                 node->slots[0] = slot;
 366                 node = ptr_to_indirect(node);
 367                 rcu_assign_pointer(root->rnode, node);
 368                 root->height = newheight;
 369         } while (height > root->height);
 370 out:
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 /**
 375  *      __radix_tree_create     -       create a slot in a radix tree
 376  *      @root:          radix tree root
 377  *      @index:         index key
 378  *      @nodep:         returns node
 379  *      @slotp:         returns slot
 380  *
 381  *      Create, if necessary, and return the node and slot for an item
 382  *      at position @index in the radix tree @root.
 383  *
 384  *      Until there is more than one item in the tree, no nodes are
 385  *      allocated and @root->rnode is used as a direct slot instead of
 386  *      pointing to a node, in which case *@nodep will be NULL.
 387  *
 388  *      Returns -ENOMEM, or 0 for success.
 389  */
 390 int __radix_tree_create(struct radix_tree_root *root, unsigned long index,
 391                         struct radix_tree_node **nodep, void ***slotp)
 392 {
 393         struct radix_tree_node *node = NULL, *slot;
 394         unsigned int height, shift, offset;
 395         int error;
 396
 397         /* Make sure the tree is high enough.  */
 398         if (index > radix_tree_maxindex(root->height)) {
 399                 error = radix_tree_extend(root, index);
 400                 if (error)
 401                         return error;
 402         }
 403
 404         slot = indirect_to_ptr(root->rnode);
 405
 406         height = root->height;
 407         shift = (height-1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 408
 409         offset = 0;                     /* uninitialised var warning */
 410         while (height > 0) {
 411                 if (slot == NULL) {
 412                         /* Have to add a child node.  */
 413                         if (!(slot = radix_tree_node_alloc(root)))
 414                                 return -ENOMEM;
 415                         slot->path = height;
 416                         slot->parent = node;
 417                         if (node) {
 418                                 rcu_assign_pointer(node->slots[offset], slot);
 419                                 node->count++;
 420                                 slot->path |= offset << RADIX_TREE_HEIGHT_SHIFT;
 421                         } else
 422                                 rcu_assign_pointer(root->rnode, ptr_to_indirect(slot));
 423                 }
 424
 425                 /* Go a level down */
 426                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 427                 node = slot;
 428                 slot = node->slots[offset];
 429                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 430                 height--;
 431         }
 432
 433         if (nodep)
 434                 *nodep = node;
 435         if (slotp)
 436                 *slotp = node ? node->slots + offset : (void **)&root->rnode;
 437         return 0;
 438 }
 439
 440 /**
 441  *      radix_tree_insert    -    insert into a radix tree
 442  *      @root:          radix tree root
 443  *      @index:         index key
 444  *      @item:          item to insert
 445  *
 446  *      Insert an item into the radix tree at position @index.
 447  */
 448 int radix_tree_insert(struct radix_tree_root *root,
 449                         unsigned long index, void *item)
 450 {
 451         struct radix_tree_node *node;
 452         void **slot;
 453         int error;
 454
 455         BUG_ON(radix_tree_is_indirect_ptr(item));
 456
 457         error = __radix_tree_create(root, index, &node, &slot);
 458         if (error)
 459                 return error;
 460         if (*slot != NULL)
 461                 return -EEXIST;
 462         rcu_assign_pointer(*slot, item);
 463
 464         if (node) {
 465                 node->count++;
 466                 BUG_ON(tag_get(node, 0, index & RADIX_TREE_MAP_MASK));
 467                 BUG_ON(tag_get(node, 1, index & RADIX_TREE_MAP_MASK));
 468         } else {
 469                 BUG_ON(root_tag_get(root, 0));
 470                 BUG_ON(root_tag_get(root, 1));
 471         }
 472
 473         return 0;
 474 }
 475 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_insert);
 476
 477 /**
 478  *      __radix_tree_lookup     -       lookup an item in a radix tree
 479  *      @root:          radix tree root
 480  *      @index:         index key
 481  *      @nodep:         returns node
 482  *      @slotp:         returns slot
 483  *
 484  *      Lookup and return the item at position @index in the radix
 485  *      tree @root.
 486  *
 487  *      Until there is more than one item in the tree, no nodes are
 488  *      allocated and @root->rnode is used as a direct slot instead of
 489  *      pointing to a node, in which case *@nodep will be NULL.
 490  */
 491 void *__radix_tree_lookup(struct radix_tree_root *root, unsigned long index,
 492                           struct radix_tree_node **nodep, void ***slotp)
 493 {
 494         struct radix_tree_node *node, *parent;
 495         unsigned int height, shift;
 496         void **slot;
 497
 498         node = rcu_dereference_raw(root->rnode);
 499         if (node == NULL)
 500                 return NULL;
 501
 502         if (!radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
 503                 if (index > 0)
 504                         return NULL;
 505
 506                 if (nodep)
 507                         *nodep = NULL;
 508                 if (slotp)
 509                         *slotp = (void **)&root->rnode;
 510                 return node;
 511         }
 512         node = indirect_to_ptr(node);
 513
 514         height = node->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK;
 515         if (index > radix_tree_maxindex(height))
 516                 return NULL;
 517
 518         shift = (height-1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 519
 520         do {
 521                 parent = node;
 522                 slot = node->slots + ((index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK);
 523                 node = rcu_dereference_raw(*slot);
 524                 if (node == NULL)
 525                         return NULL;
 526
 527                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 528                 height--;
 529         } while (height > 0);
 530
 531         if (nodep)
 532                 *nodep = parent;
 533         if (slotp)
 534                 *slotp = slot;
 535         return node;
 536 }
 537
 538 /**
 539  *      radix_tree_lookup_slot    -    lookup a slot in a radix tree
 540  *      @root:          radix tree root
 541  *      @index:         index key
 542  *
 543  *      Returns:  the slot corresponding to the position @index in the
 544  *      radix tree @root. This is useful for update-if-exists operations.
 545  *
 546  *      This function can be called under rcu_read_lock iff the slot is not
 547  *      modified by radix_tree_replace_slot, otherwise it must be called
 548  *      exclusive from other writers. Any dereference of the slot must be done
 549  *      using radix_tree_deref_slot.
 550  */
 551 void **radix_tree_lookup_slot(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
 552 {
 553         void **slot;
 554
 555         if (!__radix_tree_lookup(root, index, NULL, &slot))
 556                 return NULL;
 557         return slot;
 558 }
 559 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_lookup_slot);
 560
 561 /**
 562  *      radix_tree_lookup    -    perform lookup operation on a radix tree
 563  *      @root:          radix tree root
 564  *      @index:         index key
 565  *
 566  *      Lookup the item at the position @index in the radix tree @root.
 567  *
 568  *      This function can be called under rcu_read_lock, however the caller
 569  *      must manage lifetimes of leaf nodes (eg. RCU may also be used to free
 570  *      them safely). No RCU barriers are required to access or modify the
 571  *      returned item, however.
 572  */
 573 void *radix_tree_lookup(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
 574 {
 575         return __radix_tree_lookup(root, index, NULL, NULL);
 576 }
 577 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_lookup);
 578
 579 /**
 580  *      radix_tree_tag_set - set a tag on a radix tree node
 581  *      @root:          radix tree root
 582  *      @index:         index key
 583  *      @tag:           tag index
 584  *
 585  *      Set the search tag (which must be < RADIX_TREE_MAX_TAGS)
 586  *      corresponding to @index in the radix tree.  From
 587  *      the root all the way down to the leaf node.
 588  *
 589  *      Returns the address of the tagged item.   Setting a tag on a not-present
 590  *      item is a bug.
 591  */
 592 void *radix_tree_tag_set(struct radix_tree_root *root,
 593                         unsigned long index, unsigned int tag)
 594 {
 595         unsigned int height, shift;
 596         struct radix_tree_node *slot;
 597
 598         height = root->height;
 599         BUG_ON(index > radix_tree_maxindex(height));
 600
 601         slot = indirect_to_ptr(root->rnode);
 602         shift = (height - 1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 603
 604         while (height > 0) {
 605                 int offset;
 606
 607                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 608                 if (!tag_get(slot, tag, offset))
 609                         tag_set(slot, tag, offset);
 610                 slot = slot->slots[offset];
 611                 BUG_ON(slot == NULL);
 612                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 613                 height--;
 614         }
 615
 616         /* set the root's tag bit */
 617         if (slot && !root_tag_get(root, tag))
 618                 root_tag_set(root, tag);
 619
 620         return slot;
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tag_set);
 623
 624 /**
 625  *      radix_tree_tag_clear - clear a tag on a radix tree node
 626  *      @root:          radix tree root
 627  *      @index:         index key
 628  *      @tag:           tag index
 629  *
 630  *      Clear the search tag (which must be < RADIX_TREE_MAX_TAGS)
 631  *      corresponding to @index in the radix tree.  If
 632  *      this causes the leaf node to have no tags set then clear the tag in the
 633  *      next-to-leaf node, etc.
 634  *
 635  *      Returns the address of the tagged item on success, else NULL.  ie:
 636  *      has the same return value and semantics as radix_tree_lookup().
 637  */
 638 void *radix_tree_tag_clear(struct radix_tree_root *root,
 639                         unsigned long index, unsigned int tag)
 640 {
 641         struct radix_tree_node *node = NULL;
 642         struct radix_tree_node *slot = NULL;
 643         unsigned int height, shift;
 644         int uninitialized_var(offset);
 645
 646         height = root->height;
 647         if (index > radix_tree_maxindex(height))
 648                 goto out;
 649
 650         shift = height * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 651         slot = indirect_to_ptr(root->rnode);
 652
 653         while (shift) {
 654                 if (slot == NULL)
 655                         goto out;
 656
 657                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 658                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 659                 node = slot;
 660                 slot = slot->slots[offset];
 661         }
 662
 663         if (slot == NULL)
 664                 goto out;
 665
 666         while (node) {
 667                 if (!tag_get(node, tag, offset))
 668                         goto out;
 669                 tag_clear(node, tag, offset);
 670                 if (any_tag_set(node, tag))
 671                         goto out;
 672
 673                 index >>= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 674                 offset = index & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 675                 node = node->parent;
 676         }
 677
 678         /* clear the root's tag bit */
 679         if (root_tag_get(root, tag))
 680                 root_tag_clear(root, tag);
 681
 682 out:
 683         return slot;
 684 }
 685 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tag_clear);
 686
 687 /**
 688  * radix_tree_tag_get - get a tag on a radix tree node
 689  * @root:               radix tree root
 690  * @index:              index key
 691  * @tag:                tag index (< RADIX_TREE_MAX_TAGS)
 692  *
 693  * Return values:
 694  *
 695  *  0: tag not present or not set
 696  *  1: tag set
 697  *
 698  * Note that the return value of this function may not be relied on, even if
 699  * the RCU lock is held, unless tag modification and node deletion are excluded
 700  * from concurrency.
 701  */
 702 int radix_tree_tag_get(struct radix_tree_root *root,
 703                         unsigned long index, unsigned int tag)
 704 {
 705         unsigned int height, shift;
 706         struct radix_tree_node *node;
 707
 708         /* check the root's tag bit */
 709         if (!root_tag_get(root, tag))
 710                 return 0;
 711
 712         node = rcu_dereference_raw(root->rnode);
 713         if (node == NULL)
 714                 return 0;
 715
 716         if (!radix_tree_is_indirect_ptr(node))
 717                 return (index == 0);
 718         node = indirect_to_ptr(node);
 719
 720         height = node->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK;
 721         if (index > radix_tree_maxindex(height))
 722                 return 0;
 723
 724         shift = (height - 1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 725
 726         for ( ; ; ) {
 727                 int offset;
 728
 729                 if (node == NULL)
 730                         return 0;
 731
 732                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 733                 if (!tag_get(node, tag, offset))
 734                         return 0;
 735                 if (height == 1)
 736                         return 1;
 737                 node = rcu_dereference_raw(node->slots[offset]);
 738                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 739                 height--;
 740         }
 741 }
 742 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tag_get);
 743
 744 /**
 745  * radix_tree_next_chunk - find next chunk of slots for iteration
 746  *
 747  * @root:       radix tree root
 748  * @iter:       iterator state
 749  * @flags:      RADIX_TREE_ITER_* flags and tag index
 750  * Returns:     pointer to chunk first slot, or NULL if iteration is over
 751  */
 752 void **radix_tree_next_chunk(struct radix_tree_root *root,
 753                              struct radix_tree_iter *iter, unsigned flags)
 754 {
 755         unsigned shift, tag = flags & RADIX_TREE_ITER_TAG_MASK;
 756         struct radix_tree_node *rnode, *node;
 757         unsigned long index, offset, height;
 758
 759         if ((flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED) && !root_tag_get(root, tag))
 760                 return NULL;
 761
 762         /*
 763          * Catch next_index overflow after ~0UL. iter->index never overflows
 764          * during iterating; it can be zero only at the beginning.
 765          * And we cannot overflow iter->next_index in a single step,
 766          * because RADIX_TREE_MAP_SHIFT < BITS_PER_LONG.
 767          *
 768          * This condition also used by radix_tree_next_slot() to stop
 769          * contiguous iterating, and forbid swithing to the next chunk.
 770          */
 771         index = iter->next_index;
 772         if (!index && iter->index)
 773                 return NULL;
 774
 775         rnode = rcu_dereference_raw(root->rnode);
 776         if (radix_tree_is_indirect_ptr(rnode)) {
 777                 rnode = indirect_to_ptr(rnode);
 778         } else if (rnode && !index) {
 779                 /* Single-slot tree */
 780                 iter->index = 0;
 781                 iter->next_index = 1;
 782                 iter->tags = 1;
 783                 return (void **)&root->rnode;
 784         } else
 785                 return NULL;
 786
 787 restart:
 788         height = rnode->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK;
 789         shift = (height - 1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 790         offset = index >> shift;
 791
 792         /* Index outside of the tree */
 793         if (offset >= RADIX_TREE_MAP_SIZE)
 794                 return NULL;
 795
 796         node = rnode;
 797         while (1) {
 798                 if ((flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED) ?
 799                                 !test_bit(offset, node->tags[tag]) :
 800                                 !node->slots[offset]) {
 801                         /* Hole detected */
 802                         if (flags & RADIX_TREE_ITER_CONTIG)
 803                                 return NULL;
 804
 805                         if (flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED)
 806                                 offset = radix_tree_find_next_bit(
 807                                                 node->tags[tag],
 808                                                 RADIX_TREE_MAP_SIZE,
 809                                                 offset + 1);
 810                         else
 811                                 while (++offset < RADIX_TREE_MAP_SIZE) {
 812                                         if (node->slots[offset])
 813                                                 break;
 814                                 }
 815                         index &= ~((RADIX_TREE_MAP_SIZE << shift) - 1);
 816                         index += offset << shift;
 817                         /* Overflow after ~0UL */
 818                         if (!index)
 819                                 return NULL;
 820                         if (offset == RADIX_TREE_MAP_SIZE)
 821                                 goto restart;
 822                 }
 823
 824                 /* This is leaf-node */
 825                 if (!shift)
 826                         break;
 827
 828                 node = rcu_dereference_raw(node->slots[offset]);
 829                 if (node == NULL)
 830                         goto restart;
 831                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 832                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 833         }
 834
 835         /* Update the iterator state */
 836         iter->index = index;
 837         iter->next_index = (index | RADIX_TREE_MAP_MASK) + 1;
 838
 839         /* Construct iter->tags bit-mask from node->tags[tag] array */
 840         if (flags & RADIX_TREE_ITER_TAGGED) {
 841                 unsigned tag_long, tag_bit;
 842
 843                 tag_long = offset / BITS_PER_LONG;
 844                 tag_bit  = offset % BITS_PER_LONG;
 845                 iter->tags = node->tags[tag][tag_long] >> tag_bit;
 846                 /* This never happens if RADIX_TREE_TAG_LONGS == 1 */
 847                 if (tag_long < RADIX_TREE_TAG_LONGS - 1) {
 848                         /* Pick tags from next element */
 849                         if (tag_bit)
 850                                 iter->tags |= node->tags[tag][tag_long + 1] <<
 851                                                 (BITS_PER_LONG - tag_bit);
 852                         /* Clip chunk size, here only BITS_PER_LONG tags */
 853                         iter->next_index = index + BITS_PER_LONG;
 854                 }
 855         }
 856
 857         return node->slots + offset;
 858 }
 859 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_next_chunk);
 860
 861 /**
 862  * radix_tree_range_tag_if_tagged - for each item in given range set given
 863  *                                 tag if item has another tag set
 864  * @root:               radix tree root
 865  * @first_indexp:       pointer to a starting index of a range to scan
 866  * @last_index:         last index of a range to scan
 867  * @nr_to_tag:          maximum number items to tag
 868  * @iftag:              tag index to test
 869  * @settag:             tag index to set if tested tag is set
 870  *
 871  * This function scans range of radix tree from first_index to last_index
 872  * (inclusive).  For each item in the range if iftag is set, the function sets
 873  * also settag. The function stops either after tagging nr_to_tag items or
 874  * after reaching last_index.
 875  *
 876  * The tags must be set from the leaf level only and propagated back up the
 877  * path to the root. We must do this so that we resolve the full path before
 878  * setting any tags on intermediate nodes. If we set tags as we descend, then
 879  * we can get to the leaf node and find that the index that has the iftag
 880  * set is outside the range we are scanning. This reults in dangling tags and
 881  * can lead to problems with later tag operations (e.g. livelocks on lookups).
 882  *
 883  * The function returns number of leaves where the tag was set and sets
 884  * *first_indexp to the first unscanned index.
 885  * WARNING! *first_indexp can wrap if last_index is ULONG_MAX. Caller must
 886  * be prepared to handle that.
 887  */
 888 unsigned long radix_tree_range_tag_if_tagged(struct radix_tree_root *root,
 889                 unsigned long *first_indexp, unsigned long last_index,
 890                 unsigned long nr_to_tag,
 891                 unsigned int iftag, unsigned int settag)
 892 {
 893         unsigned int height = root->height;
 894         struct radix_tree_node *node = NULL;
 895         struct radix_tree_node *slot;
 896         unsigned int shift;
 897         unsigned long tagged = 0;
 898         unsigned long index = *first_indexp;
 899
 900         last_index = min(last_index, radix_tree_maxindex(height));
 901         if (index > last_index)
 902                 return 0;
 903         if (!nr_to_tag)
 904                 return 0;
 905         if (!root_tag_get(root, iftag)) {
 906                 *first_indexp = last_index + 1;
 907                 return 0;
 908         }
 909         if (height == 0) {
 910                 *first_indexp = last_index + 1;
 911                 root_tag_set(root, settag);
 912                 return 1;
 913         }
 914
 915         shift = (height - 1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 916         slot = indirect_to_ptr(root->rnode);
 917
 918         for (;;) {
 919                 unsigned long upindex;
 920                 int offset;
 921
 922                 offset = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 923                 if (!slot->slots[offset])
 924                         goto next;
 925                 if (!tag_get(slot, iftag, offset))
 926                         goto next;
 927                 if (shift) {
 928                         /* Go down one level */
 929                         shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 930                         node = slot;
 931                         slot = slot->slots[offset];
 932                         continue;
 933                 }
 934
 935                 /* tag the leaf */
 936                 tagged++;
 937                 tag_set(slot, settag, offset);
 938
 939                 /* walk back up the path tagging interior nodes */
 940                 upindex = index;
 941                 while (node) {
 942                         upindex >>= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 943                         offset = upindex & RADIX_TREE_MAP_MASK;
 944
 945                         /* stop if we find a node with the tag already set */
 946                         if (tag_get(node, settag, offset))
 947                                 break;
 948                         tag_set(node, settag, offset);
 949                         node = node->parent;
 950                 }
 951
 952                 /*
 953                  * Small optimization: now clear that node pointer.
 954                  * Since all of this slot's ancestors now have the tag set
 955                  * from setting it above, we have no further need to walk
 956                  * back up the tree setting tags, until we update slot to
 957                  * point to another radix_tree_node.
 958                  */
 959                 node = NULL;
 960
 961 next:
 962                 /* Go to next item at level determined by 'shift' */
 963                 index = ((index >> shift) + 1) << shift;
 964                 /* Overflow can happen when last_index is ~0UL... */
 965                 if (index > last_index || !index)
 966                         break;
 967                 if (tagged >= nr_to_tag)
 968                         break;
 969                 while (((index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK) == 0) {
 970                         /*
 971                          * We've fully scanned this node. Go up. Because
 972                          * last_index is guaranteed to be in the tree, what
 973                          * we do below cannot wander astray.
 974                          */
 975                         slot = slot->parent;
 976                         shift += RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
 977                 }
 978         }
 979         /*
 980          * We need not to tag the root tag if there is no tag which is set with
 981          * settag within the range from *first_indexp to last_index.
 982          */
 983         if (tagged > 0)
 984                 root_tag_set(root, settag);
 985         *first_indexp = index;
 986
 987         return tagged;
 988 }
 989 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_range_tag_if_tagged);
 990
 991 /**
 992  *      radix_tree_gang_lookup - perform multiple lookup on a radix tree
 993  *      @root:          radix tree root
 994  *      @results:       where the results of the lookup are placed
 995  *      @first_index:   start the lookup from this key
 996  *      @max_items:     place up to this many items at *results
 997  *
 998  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items.  Places
 999  *      them at *@results and returns the number of items which were placed at
1000  *      *@results.
1001  *
1002  *      The implementation is naive.
1003  *
1004  *      Like radix_tree_lookup, radix_tree_gang_lookup may be called under
1005  *      rcu_read_lock. In this case, rather than the returned results being
1006  *      an atomic snapshot of the tree at a single point in time, the semantics
1007  *      of an RCU protected gang lookup are as though multiple radix_tree_lookups
1008  *      have been issued in individual locks, and results stored in 'results'.
1009  */
1010 unsigned int
1011 radix_tree_gang_lookup(struct radix_tree_root *root, void **results,
1012                         unsigned long first_index, unsigned int max_items)
1013 {
1014         struct radix_tree_iter iter;
1015         void **slot;
1016         unsigned int ret = 0;
1017
1018         if (unlikely(!max_items))
1019                 return 0;
1020
1021         radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, first_index) {
1022                 results[ret] = rcu_dereference_raw(*slot);
1023                 if (!results[ret])
1024                         continue;
1025                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(results[ret])) {
1026                         slot = radix_tree_iter_retry(&iter);
1027                         continue;
1028                 }
1029                 if (++ret == max_items)
1030                         break;
1031         }
1032
1033         return ret;
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup);
1036
1037 /**
1038  *      radix_tree_gang_lookup_slot - perform multiple slot lookup on radix tree
1039  *      @root:          radix tree root
1040  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1041  *      @indices:       where their indices should be placed (but usually NULL)
1042  *      @first_index:   start the lookup from this key
1043  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1044  *
1045  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items.  Places
1046  *      their slots at *@results and returns the number of items which were
1047  *      placed at *@results.
1048  *
1049  *      The implementation is naive.
1050  *
1051  *      Like radix_tree_gang_lookup as far as RCU and locking goes. Slots must
1052  *      be dereferenced with radix_tree_deref_slot, and if using only RCU
1053  *      protection, radix_tree_deref_slot may fail requiring a retry.
1054  */
1055 unsigned int
1056 radix_tree_gang_lookup_slot(struct radix_tree_root *root,
1057                         void ***results, unsigned long *indices,
1058                         unsigned long first_index, unsigned int max_items)
1059 {
1060         struct radix_tree_iter iter;
1061         void **slot;
1062         unsigned int ret = 0;
1063
1064         if (unlikely(!max_items))
1065                 return 0;
1066
1067         radix_tree_for_each_slot(slot, root, &iter, first_index) {
1068                 results[ret] = slot;
1069                 if (indices)
1070                         indices[ret] = iter.index;
1071                 if (++ret == max_items)
1072                         break;
1073         }
1074
1075         return ret;
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup_slot);
1078
1079 /**
1080  *      radix_tree_gang_lookup_tag - perform multiple lookup on a radix tree
1081  *                                   based on a tag
1082  *      @root:          radix tree root
1083  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1084  *      @first_index:   start the lookup from this key
1085  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1086  *      @tag:           the tag index (< RADIX_TREE_MAX_TAGS)
1087  *
1088  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items which
1089  *      have the tag indexed by @tag set.  Places the items at *@results and
1090  *      returns the number of items which were placed at *@results.
1091  */
1092 unsigned int
1093 radix_tree_gang_lookup_tag(struct radix_tree_root *root, void **results,
1094                 unsigned long first_index, unsigned int max_items,
1095                 unsigned int tag)
1096 {
1097         struct radix_tree_iter iter;
1098         void **slot;
1099         unsigned int ret = 0;
1100
1101         if (unlikely(!max_items))
1102                 return 0;
1103
1104         radix_tree_for_each_tagged(slot, root, &iter, first_index, tag) {
1105                 results[ret] = rcu_dereference_raw(*slot);
1106                 if (!results[ret])
1107                         continue;
1108                 if (radix_tree_is_indirect_ptr(results[ret])) {
1109                         slot = radix_tree_iter_retry(&iter);
1110                         continue;
1111                 }
1112                 if (++ret == max_items)
1113                         break;
1114         }
1115
1116         return ret;
1117 }
1118 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup_tag);
1119
1120 /**
1121  *      radix_tree_gang_lookup_tag_slot - perform multiple slot lookup on a
1122  *                                        radix tree based on a tag
1123  *      @root:          radix tree root
1124  *      @results:       where the results of the lookup are placed
1125  *      @first_index:   start the lookup from this key
1126  *      @max_items:     place up to this many items at *results
1127  *      @tag:           the tag index (< RADIX_TREE_MAX_TAGS)
1128  *
1129  *      Performs an index-ascending scan of the tree for present items which
1130  *      have the tag indexed by @tag set.  Places the slots at *@results and
1131  *      returns the number of slots which were placed at *@results.
1132  */
1133 unsigned int
1134 radix_tree_gang_lookup_tag_slot(struct radix_tree_root *root, void ***results,
1135                 unsigned long first_index, unsigned int max_items,
1136                 unsigned int tag)
1137 {
1138         struct radix_tree_iter iter;
1139         void **slot;
1140         unsigned int ret = 0;
1141
1142         if (unlikely(!max_items))
1143                 return 0;
1144
1145         radix_tree_for_each_tagged(slot, root, &iter, first_index, tag) {
1146                 results[ret] = slot;
1147                 if (++ret == max_items)
1148                         break;
1149         }
1150
1151         return ret;
1152 }
1153 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_gang_lookup_tag_slot);
1154
1155 #if defined(CONFIG_SHMEM) && defined(CONFIG_SWAP)
1156 #include <linux/sched.h> /* for cond_resched() */
1157
1158 /*
1159  * This linear search is at present only useful to shmem_unuse_inode().
1160  */
1161 static unsigned long __locate(struct radix_tree_node *slot, void *item,
1162                               unsigned long index, unsigned long *found_index)
1163 {
1164         unsigned int shift, height;
1165         unsigned long i;
1166
1167         height = slot->path & RADIX_TREE_HEIGHT_MASK;
1168         shift = (height-1) * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1169
1170         for ( ; height > 1; height--) {
1171                 i = (index >> shift) & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1172                 for (;;) {
1173                         if (slot->slots[i] != NULL)
1174                                 break;
1175                         index &= ~((1UL << shift) - 1);
1176                         index += 1UL << shift;
1177                         if (index == 0)
1178                                 goto out;       /* 32-bit wraparound */
1179                         i++;
1180                         if (i == RADIX_TREE_MAP_SIZE)
1181                                 goto out;
1182                 }
1183
1184                 shift -= RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1185                 slot = rcu_dereference_raw(slot->slots[i]);
1186                 if (slot == NULL)
1187                         goto out;
1188         }
1189
1190         /* Bottom level: check items */
1191         for (i = 0; i < RADIX_TREE_MAP_SIZE; i++) {
1192                 if (slot->slots[i] == item) {
1193                         *found_index = index + i;
1194                         index = 0;
1195                         goto out;
1196                 }
1197         }
1198         index += RADIX_TREE_MAP_SIZE;
1199 out:
1200         return index;
1201 }
1202
1203 /**
1204  *      radix_tree_locate_item - search through radix tree for item
1205  *      @root:          radix tree root
1206  *      @item:          item to be found
1207  *
1208  *      Returns index where item was found, or -1 if not found.
1209  *      Caller must hold no lock (since this time-consuming function needs
1210  *      to be preemptible), and must check afterwards if item is still there.
1211  */
1212 unsigned long radix_tree_locate_item(struct radix_tree_root *root, void *item)
1213 {
1214         struct radix_tree_node *node;
1215         unsigned long max_index;
1216         unsigned long cur_index = 0;
1217         unsigned long found_index = -1;
1218
1219         do {
1220                 rcu_read_lock();
1221                 node = rcu_dereference_raw(root->rnode);
1222                 if (!radix_tree_is_indirect_ptr(node)) {
1223                         rcu_read_unlock();
1224                         if (node == item)
1225                                 found_index = 0;
1226                         break;
1227                 }
1228
1229                 node = indirect_to_ptr(node);
1230                 max_index = radix_tree_maxindex(node->path &
1231                                                 RADIX_TREE_HEIGHT_MASK);
1232                 if (cur_index > max_index) {
1233                         rcu_read_unlock();
1234                         break;
1235                 }
1236
1237                 cur_index = __locate(node, item, cur_index, &found_index);
1238                 rcu_read_unlock();
1239                 cond_resched();
1240         } while (cur_index != 0 && cur_index <= max_index);
1241
1242         return found_index;
1243 }
1244 #else
1245 unsigned long radix_tree_locate_item(struct radix_tree_root *root, void *item)
1246 {
1247         return -1;
1248 }
1249 #endif /* CONFIG_SHMEM && CONFIG_SWAP */
1250
1251 /**
1252  *      radix_tree_shrink    -    shrink height of a radix tree to minimal
1253  *      @root           radix tree root
1254  */
1255 static inline void radix_tree_shrink(struct radix_tree_root *root)
1256 {
1257         /* try to shrink tree height */
1258         while (root->height > 0) {
1259                 struct radix_tree_node *to_free = root->rnode;
1260                 struct radix_tree_node *slot;
1261
1262                 BUG_ON(!radix_tree_is_indirect_ptr(to_free));
1263                 to_free = indirect_to_ptr(to_free);
1264
1265                 /*
1266                  * The candidate node has more than one child, or its child
1267                  * is not at the leftmost slot, we cannot shrink.
1268                  */
1269                 if (to_free->count != 1)
1270                         break;
1271                 if (!to_free->slots[0])
1272                         break;
1273
1274                 /*
1275                  * We don't need rcu_assign_pointer(), since we are simply
1276                  * moving the node from one part of the tree to another: if it
1277                  * was safe to dereference the old pointer to it
1278                  * (to_free->slots[0]), it will be safe to dereference the new
1279                  * one (root->rnode) as far as dependent read barriers go.
1280                  */
1281                 slot = to_free->slots[0];
1282                 if (root->height > 1) {
1283                         slot->parent = NULL;
1284                         slot = ptr_to_indirect(slot);
1285                 }
1286                 root->rnode = slot;
1287                 root->height--;
1288
1289                 /*
1290                  * We have a dilemma here. The node's slot[0] must not be
1291                  * NULLed in case there are concurrent lookups expecting to
1292                  * find the item. However if this was a bottom-level node,
1293                  * then it may be subject to the slot pointer being visible
1294                  * to callers dereferencing it. If item corresponding to
1295                  * slot[0] is subsequently deleted, these callers would expect
1296                  * their slot to become empty sooner or later.
1297                  *
1298                  * For example, lockless pagecache will look up a slot, deref
1299                  * the page pointer, and if the page is 0 refcount it means it
1300                  * was concurrently deleted from pagecache so try the deref
1301                  * again. Fortunately there is already a requirement for logic
1302                  * to retry the entire slot lookup -- the indirect pointer
1303                  * problem (replacing direct root node with an indirect pointer
1304                  * also results in a stale slot). So tag the slot as indirect
1305                  * to force callers to retry.
1306                  */
1307                 if (root->height == 0)
1308                         *((unsigned long *)&to_free->slots[0]) |=
1309                                                 RADIX_TREE_INDIRECT_PTR;
1310
1311                 radix_tree_node_free(to_free);
1312         }
1313 }
1314
1315 /**
1316  *      __radix_tree_delete_node    -    try to free node after clearing a slot
1317  *      @root:          radix tree root
1318  *      @node:          node containing @index
1319  *
1320  *      After clearing the slot at @index in @node from radix tree
1321  *      rooted at @root, call this function to attempt freeing the
1322  *      node and shrinking the tree.
1323  *
1324  *      Returns %true if @node was freed, %false otherwise.
1325  */
1326 bool __radix_tree_delete_node(struct radix_tree_root *root,
1327                               struct radix_tree_node *node)
1328 {
1329         bool deleted = false;
1330
1331         do {
1332                 struct radix_tree_node *parent;
1333
1334                 if (node->count) {
1335                         if (node == indirect_to_ptr(root->rnode)) {
1336                                 radix_tree_shrink(root);
1337                                 if (root->height == 0)
1338                                         deleted = true;
1339                         }
1340                         return deleted;
1341                 }
1342
1343                 parent = node->parent;
1344                 if (parent) {
1345                         unsigned int offset;
1346
1347                         offset = node->path >> RADIX_TREE_HEIGHT_SHIFT;
1348                         parent->slots[offset] = NULL;
1349                         parent->count--;
1350                 } else {
1351                         root_tag_clear_all(root);
1352                         root->height = 0;
1353                         root->rnode = NULL;
1354                 }
1355
1356                 radix_tree_node_free(node);
1357                 deleted = true;
1358
1359                 node = parent;
1360         } while (node);
1361
1362         return deleted;
1363 }
1364
1365 /**
1366  *      radix_tree_delete_item    -    delete an item from a radix tree
1367  *      @root:          radix tree root
1368  *      @index:         index key
1369  *      @item:          expected item
1370  *
1371  *      Remove @item at @index from the radix tree rooted at @root.
1372  *
1373  *      Returns the address of the deleted item, or NULL if it was not present
1374  *      or the entry at the given @index was not @item.
1375  */
1376 void *radix_tree_delete_item(struct radix_tree_root *root,
1377                              unsigned long index, void *item)
1378 {
1379         struct radix_tree_node *node;
1380         unsigned int offset;
1381         void **slot;
1382         void *entry;
1383         int tag;
1384
1385         entry = __radix_tree_lookup(root, index, &node, &slot);
1386         if (!entry)
1387                 return NULL;
1388
1389         if (item && entry != item)
1390                 return NULL;
1391
1392         if (!node) {
1393                 root_tag_clear_all(root);
1394                 root->rnode = NULL;
1395                 return entry;
1396         }
1397
1398         offset = index & RADIX_TREE_MAP_MASK;
1399
1400         /*
1401          * Clear all tags associated with the item to be deleted.
1402          * This way of doing it would be inefficient, but seldom is any set.
1403          */
1404         for (tag = 0; tag < RADIX_TREE_MAX_TAGS; tag++) {
1405                 if (tag_get(node, tag, offset))
1406                         radix_tree_tag_clear(root, index, tag);
1407         }
1408
1409         node->slots[offset] = NULL;
1410         node->count--;
1411
1412         __radix_tree_delete_node(root, node);
1413
1414         return entry;
1415 }
1416 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_delete_item);
1417
1418 /**
1419  *      radix_tree_delete    -    delete an item from a radix tree
1420  *      @root:          radix tree root
1421  *      @index:         index key
1422  *
1423  *      Remove the item at @index from the radix tree rooted at @root.
1424  *
1425  *      Returns the address of the deleted item, or NULL if it was not present.
1426  */
1427 void *radix_tree_delete(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)
1428 {
1429         return radix_tree_delete_item(root, index, NULL);
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_delete);
1432
1433 /**
1434  *      radix_tree_tagged - test whether any items in the tree are tagged
1435  *      @root:          radix tree root
1436  *      @tag:           tag to test
1437  */
1438 int radix_tree_tagged(struct radix_tree_root *root, unsigned int tag)
1439 {
1440         return root_tag_get(root, tag);
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL(radix_tree_tagged);
1443
1444 static void
1445 radix_tree_node_ctor(void *arg)
1446 {
1447         struct radix_tree_node *node = arg;
1448
1449         memset(node, 0, sizeof(*node));
1450         INIT_LIST_HEAD(&node->private_list);
1451 }
1452
1453 static __init unsigned long __maxindex(unsigned int height)
1454 {
1455         unsigned int width = height * RADIX_TREE_MAP_SHIFT;
1456         int shift = RADIX_TREE_INDEX_BITS - width;
1457
1458         if (shift < 0)
1459                 return ~0UL;
1460         if (shift >= BITS_PER_LONG)
1461                 return 0UL;
1462         return ~0UL >> shift;
1463 }
1464
1465 static __init void radix_tree_init_maxindex(void)
1466 {
1467         unsigned int i;
1468
1469         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(height_to_maxindex); i++)
1470                 height_to_maxindex[i] = __maxindex(i);
1471 }
1472
1473 static int radix_tree_callback(struct notifier_block *nfb,
1474                             unsigned long action,
1475                             void *hcpu)
1476 {
1477        int cpu = (long)hcpu;
1478        struct radix_tree_preload *rtp;
1479        struct radix_tree_node *node;
1480
1481        /* Free per-cpu pool of perloaded nodes */
1482        if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1483                rtp = &per_cpu(radix_tree_preloads, cpu);
1484                while (rtp->nr) {
1485                         node = rtp->nodes;
1486                         rtp->nodes = node->private_data;
1487                         kmem_cache_free(radix_tree_node_cachep, node);
1488                         rtp->nr--;
1489                }
1490        }
1491        return NOTIFY_OK;
1492 }
1493
1494 void __init radix_tree_init(void)
1495 {
1496         radix_tree_node_cachep = kmem_cache_create("radix_tree_node",
1497                         sizeof(struct radix_tree_node), 0,
1498                         SLAB_PANIC | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,
1499                         radix_tree_node_ctor);
1500         radix_tree_init_maxindex();
1501         hotcpu_notifier(radix_tree_callback, 0);
1502 }