perf: Fix irq_work 'tail' recursion
[pandora-kernel.git] / lib / bitmap.c
1 /*
2  * lib/bitmap.c
3  * Helper functions for bitmap.h.
4  *
5  * This source code is licensed under the GNU General Public License,
6  * Version 2.  See the file COPYING for more details.
7  */
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/ctype.h>
10 #include <linux/errno.h>
11 #include <linux/bitmap.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <asm/uaccess.h>
14
15 /*
16  * bitmaps provide an array of bits, implemented using an an
17  * array of unsigned longs.  The number of valid bits in a
18  * given bitmap does _not_ need to be an exact multiple of
19  * BITS_PER_LONG.
20  *
21  * The possible unused bits in the last, partially used word
22  * of a bitmap are 'don't care'.  The implementation makes
23  * no particular effort to keep them zero.  It ensures that
24  * their value will not affect the results of any operation.
25  * The bitmap operations that return Boolean (bitmap_empty,
26  * for example) or scalar (bitmap_weight, for example) results
27  * carefully filter out these unused bits from impacting their
28  * results.
29  *
30  * These operations actually hold to a slightly stronger rule:
31  * if you don't input any bitmaps to these ops that have some
32  * unused bits set, then they won't output any set unused bits
33  * in output bitmaps.
34  *
35  * The byte ordering of bitmaps is more natural on little
36  * endian architectures.  See the big-endian headers
37  * include/asm-ppc64/bitops.h and include/asm-s390/bitops.h
38  * for the best explanations of this ordering.
39  */
40
41 int __bitmap_empty(const unsigned long *bitmap, int bits)
42 {
43         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
44         for (k = 0; k < lim; ++k)
45                 if (bitmap[k])
46                         return 0;
47
48         if (bits % BITS_PER_LONG)
49                 if (bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
50                         return 0;
51
52         return 1;
53 }
54 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_empty);
55
56 int __bitmap_full(const unsigned long *bitmap, int bits)
57 {
58         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
59         for (k = 0; k < lim; ++k)
60                 if (~bitmap[k])
61                         return 0;
62
63         if (bits % BITS_PER_LONG)
64                 if (~bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
65                         return 0;
66
67         return 1;
68 }
69 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_full);
70
71 int __bitmap_equal(const unsigned long *bitmap1,
72                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
73 {
74         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
75         for (k = 0; k < lim; ++k)
76                 if (bitmap1[k] != bitmap2[k])
77                         return 0;
78
79         if (bits % BITS_PER_LONG)
80                 if ((bitmap1[k] ^ bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
81                         return 0;
82
83         return 1;
84 }
85 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_equal);
86
87 void __bitmap_complement(unsigned long *dst, const unsigned long *src, int bits)
88 {
89         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
90         for (k = 0; k < lim; ++k)
91                 dst[k] = ~src[k];
92
93         if (bits % BITS_PER_LONG)
94                 dst[k] = ~src[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits);
95 }
96 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_complement);
97
98 /**
99  * __bitmap_shift_right - logical right shift of the bits in a bitmap
100  *   @dst : destination bitmap
101  *   @src : source bitmap
102  *   @shift : shift by this many bits
103  *   @bits : bitmap size, in bits
104  *
105  * Shifting right (dividing) means moving bits in the MS -> LS bit
106  * direction.  Zeros are fed into the vacated MS positions and the
107  * LS bits shifted off the bottom are lost.
108  */
109 void __bitmap_shift_right(unsigned long *dst,
110                         const unsigned long *src, int shift, int bits)
111 {
112         int k, lim = BITS_TO_LONGS(bits), left = bits % BITS_PER_LONG;
113         int off = shift/BITS_PER_LONG, rem = shift % BITS_PER_LONG;
114         unsigned long mask = (1UL << left) - 1;
115         for (k = 0; off + k < lim; ++k) {
116                 unsigned long upper, lower;
117
118                 /*
119                  * If shift is not word aligned, take lower rem bits of
120                  * word above and make them the top rem bits of result.
121                  */
122                 if (!rem || off + k + 1 >= lim)
123                         upper = 0;
124                 else {
125                         upper = src[off + k + 1];
126                         if (off + k + 1 == lim - 1 && left)
127                                 upper &= mask;
128                 }
129                 lower = src[off + k];
130                 if (left && off + k == lim - 1)
131                         lower &= mask;
132                 dst[k] = lower >> rem;
133                 if (rem)
134                         dst[k] |= upper << (BITS_PER_LONG - rem);
135                 if (left && k == lim - 1)
136                         dst[k] &= mask;
137         }
138         if (off)
139                 memset(&dst[lim - off], 0, off*sizeof(unsigned long));
140 }
141 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_shift_right);
142
143
144 /**
145  * __bitmap_shift_left - logical left shift of the bits in a bitmap
146  *   @dst : destination bitmap
147  *   @src : source bitmap
148  *   @shift : shift by this many bits
149  *   @bits : bitmap size, in bits
150  *
151  * Shifting left (multiplying) means moving bits in the LS -> MS
152  * direction.  Zeros are fed into the vacated LS bit positions
153  * and those MS bits shifted off the top are lost.
154  */
155
156 void __bitmap_shift_left(unsigned long *dst,
157                         const unsigned long *src, int shift, int bits)
158 {
159         int k, lim = BITS_TO_LONGS(bits), left = bits % BITS_PER_LONG;
160         int off = shift/BITS_PER_LONG, rem = shift % BITS_PER_LONG;
161         for (k = lim - off - 1; k >= 0; --k) {
162                 unsigned long upper, lower;
163
164                 /*
165                  * If shift is not word aligned, take upper rem bits of
166                  * word below and make them the bottom rem bits of result.
167                  */
168                 if (rem && k > 0)
169                         lower = src[k - 1];
170                 else
171                         lower = 0;
172                 upper = src[k];
173                 if (left && k == lim - 1)
174                         upper &= (1UL << left) - 1;
175                 dst[k + off] = upper << rem;
176                 if (rem)
177                         dst[k + off] |= lower >> (BITS_PER_LONG - rem);
178                 if (left && k + off == lim - 1)
179                         dst[k + off] &= (1UL << left) - 1;
180         }
181         if (off)
182                 memset(dst, 0, off*sizeof(unsigned long));
183 }
184 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_shift_left);
185
186 int __bitmap_and(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
187                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
188 {
189         int k;
190         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
191         unsigned long result = 0;
192
193         for (k = 0; k < nr; k++)
194                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & bitmap2[k]);
195         return result != 0;
196 }
197 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_and);
198
199 void __bitmap_or(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
200                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
201 {
202         int k;
203         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
204
205         for (k = 0; k < nr; k++)
206                 dst[k] = bitmap1[k] | bitmap2[k];
207 }
208 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_or);
209
210 void __bitmap_xor(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
211                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
212 {
213         int k;
214         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
215
216         for (k = 0; k < nr; k++)
217                 dst[k] = bitmap1[k] ^ bitmap2[k];
218 }
219 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_xor);
220
221 int __bitmap_andnot(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
222                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
223 {
224         int k;
225         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
226         unsigned long result = 0;
227
228         for (k = 0; k < nr; k++)
229                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & ~bitmap2[k]);
230         return result != 0;
231 }
232 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_andnot);
233
234 int __bitmap_intersects(const unsigned long *bitmap1,
235                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
236 {
237         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
238         for (k = 0; k < lim; ++k)
239                 if (bitmap1[k] & bitmap2[k])
240                         return 1;
241
242         if (bits % BITS_PER_LONG)
243                 if ((bitmap1[k] & bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
244                         return 1;
245         return 0;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_intersects);
248
249 int __bitmap_subset(const unsigned long *bitmap1,
250                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
251 {
252         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
253         for (k = 0; k < lim; ++k)
254                 if (bitmap1[k] & ~bitmap2[k])
255                         return 0;
256
257         if (bits % BITS_PER_LONG)
258                 if ((bitmap1[k] & ~bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
259                         return 0;
260         return 1;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_subset);
263
264 int __bitmap_weight(const unsigned long *bitmap, int bits)
265 {
266         int k, w = 0, lim = bits/BITS_PER_LONG;
267
268         for (k = 0; k < lim; k++)
269                 w += hweight_long(bitmap[k]);
270
271         if (bits % BITS_PER_LONG)
272                 w += hweight_long(bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits));
273
274         return w;
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_weight);
277
278 void bitmap_set(unsigned long *map, int start, int nr)
279 {
280         unsigned long *p = map + BIT_WORD(start);
281         const int size = start + nr;
282         int bits_to_set = BITS_PER_LONG - (start % BITS_PER_LONG);
283         unsigned long mask_to_set = BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);
284
285         while (nr - bits_to_set >= 0) {
286                 *p |= mask_to_set;
287                 nr -= bits_to_set;
288                 bits_to_set = BITS_PER_LONG;
289                 mask_to_set = ~0UL;
290                 p++;
291         }
292         if (nr) {
293                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);
294                 *p |= mask_to_set;
295         }
296 }
297 EXPORT_SYMBOL(bitmap_set);
298
299 void bitmap_clear(unsigned long *map, int start, int nr)
300 {
301         unsigned long *p = map + BIT_WORD(start);
302         const int size = start + nr;
303         int bits_to_clear = BITS_PER_LONG - (start % BITS_PER_LONG);
304         unsigned long mask_to_clear = BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);
305
306         while (nr - bits_to_clear >= 0) {
307                 *p &= ~mask_to_clear;
308                 nr -= bits_to_clear;
309                 bits_to_clear = BITS_PER_LONG;
310                 mask_to_clear = ~0UL;
311                 p++;
312         }
313         if (nr) {
314                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);
315                 *p &= ~mask_to_clear;
316         }
317 }
318 EXPORT_SYMBOL(bitmap_clear);
319
320 /*
321  * bitmap_find_next_zero_area - find a contiguous aligned zero area
322  * @map: The address to base the search on
323  * @size: The bitmap size in bits
324  * @start: The bitnumber to start searching at
325  * @nr: The number of zeroed bits we're looking for
326  * @align_mask: Alignment mask for zero area
327  *
328  * The @align_mask should be one less than a power of 2; the effect is that
329  * the bit offset of all zero areas this function finds is multiples of that
330  * power of 2. A @align_mask of 0 means no alignment is required.
331  */
332 unsigned long bitmap_find_next_zero_area(unsigned long *map,
333                                          unsigned long size,
334                                          unsigned long start,
335                                          unsigned int nr,
336                                          unsigned long align_mask)
337 {
338         unsigned long index, end, i;
339 again:
340         index = find_next_zero_bit(map, size, start);
341
342         /* Align allocation */
343         index = __ALIGN_MASK(index, align_mask);
344
345         end = index + nr;
346         if (end > size)
347                 return end;
348         i = find_next_bit(map, end, index);
349         if (i < end) {
350                 start = i + 1;
351                 goto again;
352         }
353         return index;
354 }
355 EXPORT_SYMBOL(bitmap_find_next_zero_area);
356
357 /*
358  * Bitmap printing & parsing functions: first version by Bill Irwin,
359  * second version by Paul Jackson, third by Joe Korty.
360  */
361
362 #define CHUNKSZ                         32
363 #define nbits_to_hold_value(val)        fls(val)
364 #define BASEDEC 10              /* fancier cpuset lists input in decimal */
365
366 /**
367  * bitmap_scnprintf - convert bitmap to an ASCII hex string.
368  * @buf: byte buffer into which string is placed
369  * @buflen: reserved size of @buf, in bytes
370  * @maskp: pointer to bitmap to convert
371  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
372  *
373  * Exactly @nmaskbits bits are displayed.  Hex digits are grouped into
374  * comma-separated sets of eight digits per set.
375  */
376 int bitmap_scnprintf(char *buf, unsigned int buflen,
377         const unsigned long *maskp, int nmaskbits)
378 {
379         int i, word, bit, len = 0;
380         unsigned long val;
381         const char *sep = "";
382         int chunksz;
383         u32 chunkmask;
384
385         chunksz = nmaskbits & (CHUNKSZ - 1);
386         if (chunksz == 0)
387                 chunksz = CHUNKSZ;
388
389         i = ALIGN(nmaskbits, CHUNKSZ) - CHUNKSZ;
390         for (; i >= 0; i -= CHUNKSZ) {
391                 chunkmask = ((1ULL << chunksz) - 1);
392                 word = i / BITS_PER_LONG;
393                 bit = i % BITS_PER_LONG;
394                 val = (maskp[word] >> bit) & chunkmask;
395                 len += scnprintf(buf+len, buflen-len, "%s%0*lx", sep,
396                         (chunksz+3)/4, val);
397                 chunksz = CHUNKSZ;
398                 sep = ",";
399         }
400         return len;
401 }
402 EXPORT_SYMBOL(bitmap_scnprintf);
403
404 /**
405  * __bitmap_parse - convert an ASCII hex string into a bitmap.
406  * @buf: pointer to buffer containing string.
407  * @buflen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
408  *    then it must be terminated with a \0.
409  * @is_user: location of buffer, 0 indicates kernel space
410  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
411  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
412  *
413  * Commas group hex digits into chunks.  Each chunk defines exactly 32
414  * bits of the resultant bitmask.  No chunk may specify a value larger
415  * than 32 bits (%-EOVERFLOW), and if a chunk specifies a smaller value
416  * then leading 0-bits are prepended.  %-EINVAL is returned for illegal
417  * characters and for grouping errors such as "1,,5", ",44", "," and "".
418  * Leading and trailing whitespace accepted, but not embedded whitespace.
419  */
420 int __bitmap_parse(const char *buf, unsigned int buflen,
421                 int is_user, unsigned long *maskp,
422                 int nmaskbits)
423 {
424         int c, old_c, totaldigits, ndigits, nchunks, nbits;
425         u32 chunk;
426         const char __user __force *ubuf = (const char __user __force *)buf;
427
428         bitmap_zero(maskp, nmaskbits);
429
430         nchunks = nbits = totaldigits = c = 0;
431         do {
432                 chunk = ndigits = 0;
433
434                 /* Get the next chunk of the bitmap */
435                 while (buflen) {
436                         old_c = c;
437                         if (is_user) {
438                                 if (__get_user(c, ubuf++))
439                                         return -EFAULT;
440                         }
441                         else
442                                 c = *buf++;
443                         buflen--;
444                         if (isspace(c))
445                                 continue;
446
447                         /*
448                          * If the last character was a space and the current
449                          * character isn't '\0', we've got embedded whitespace.
450                          * This is a no-no, so throw an error.
451                          */
452                         if (totaldigits && c && isspace(old_c))
453                                 return -EINVAL;
454
455                         /* A '\0' or a ',' signal the end of the chunk */
456                         if (c == '\0' || c == ',')
457                                 break;
458
459                         if (!isxdigit(c))
460                                 return -EINVAL;
461
462                         /*
463                          * Make sure there are at least 4 free bits in 'chunk'.
464                          * If not, this hexdigit will overflow 'chunk', so
465                          * throw an error.
466                          */
467                         if (chunk & ~((1UL << (CHUNKSZ - 4)) - 1))
468                                 return -EOVERFLOW;
469
470                         chunk = (chunk << 4) | hex_to_bin(c);
471                         ndigits++; totaldigits++;
472                 }
473                 if (ndigits == 0)
474                         return -EINVAL;
475                 if (nchunks == 0 && chunk == 0)
476                         continue;
477
478                 __bitmap_shift_left(maskp, maskp, CHUNKSZ, nmaskbits);
479                 *maskp |= chunk;
480                 nchunks++;
481                 nbits += (nchunks == 1) ? nbits_to_hold_value(chunk) : CHUNKSZ;
482                 if (nbits > nmaskbits)
483                         return -EOVERFLOW;
484         } while (buflen && c == ',');
485
486         return 0;
487 }
488 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_parse);
489
490 /**
491  * bitmap_parse_user - convert an ASCII hex string in a user buffer into a bitmap
492  *
493  * @ubuf: pointer to user buffer containing string.
494  * @ulen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
495  *    then it must be terminated with a \0.
496  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
497  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
498  *
499  * Wrapper for __bitmap_parse(), providing it with user buffer.
500  *
501  * We cannot have this as an inline function in bitmap.h because it needs
502  * linux/uaccess.h to get the access_ok() declaration and this causes
503  * cyclic dependencies.
504  */
505 int bitmap_parse_user(const char __user *ubuf,
506                         unsigned int ulen, unsigned long *maskp,
507                         int nmaskbits)
508 {
509         if (!access_ok(VERIFY_READ, ubuf, ulen))
510                 return -EFAULT;
511         return __bitmap_parse((const char __force *)ubuf,
512                                 ulen, 1, maskp, nmaskbits);
513
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parse_user);
516
517 /*
518  * bscnl_emit(buf, buflen, rbot, rtop, bp)
519  *
520  * Helper routine for bitmap_scnlistprintf().  Write decimal number
521  * or range to buf, suppressing output past buf+buflen, with optional
522  * comma-prefix.  Return len of what would be written to buf, if it
523  * all fit.
524  */
525 static inline int bscnl_emit(char *buf, int buflen, int rbot, int rtop, int len)
526 {
527         if (len > 0)
528                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, ",");
529         if (rbot == rtop)
530                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, "%d", rbot);
531         else
532                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, "%d-%d", rbot, rtop);
533         return len;
534 }
535
536 /**
537  * bitmap_scnlistprintf - convert bitmap to list format ASCII string
538  * @buf: byte buffer into which string is placed
539  * @buflen: reserved size of @buf, in bytes
540  * @maskp: pointer to bitmap to convert
541  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
542  *
543  * Output format is a comma-separated list of decimal numbers and
544  * ranges.  Consecutively set bits are shown as two hyphen-separated
545  * decimal numbers, the smallest and largest bit numbers set in
546  * the range.  Output format is compatible with the format
547  * accepted as input by bitmap_parselist().
548  *
549  * The return value is the number of characters which would be
550  * generated for the given input, excluding the trailing '\0', as
551  * per ISO C99.
552  */
553 int bitmap_scnlistprintf(char *buf, unsigned int buflen,
554         const unsigned long *maskp, int nmaskbits)
555 {
556         int len = 0;
557         /* current bit is 'cur', most recently seen range is [rbot, rtop] */
558         int cur, rbot, rtop;
559
560         if (buflen == 0)
561                 return 0;
562         buf[0] = 0;
563
564         rbot = cur = find_first_bit(maskp, nmaskbits);
565         while (cur < nmaskbits) {
566                 rtop = cur;
567                 cur = find_next_bit(maskp, nmaskbits, cur+1);
568                 if (cur >= nmaskbits || cur > rtop + 1) {
569                         len = bscnl_emit(buf, buflen, rbot, rtop, len);
570                         rbot = cur;
571                 }
572         }
573         return len;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL(bitmap_scnlistprintf);
576
577 /**
578  * __bitmap_parselist - convert list format ASCII string to bitmap
579  * @buf: read nul-terminated user string from this buffer
580  * @buflen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
581  *    then it must be terminated with a \0.
582  * @is_user: location of buffer, 0 indicates kernel space
583  * @maskp: write resulting mask here
584  * @nmaskbits: number of bits in mask to be written
585  *
586  * Input format is a comma-separated list of decimal numbers and
587  * ranges.  Consecutively set bits are shown as two hyphen-separated
588  * decimal numbers, the smallest and largest bit numbers set in
589  * the range.
590  *
591  * Returns 0 on success, -errno on invalid input strings.
592  * Error values:
593  *    %-EINVAL: second number in range smaller than first
594  *    %-EINVAL: invalid character in string
595  *    %-ERANGE: bit number specified too large for mask
596  */
597 static int __bitmap_parselist(const char *buf, unsigned int buflen,
598                 int is_user, unsigned long *maskp,
599                 int nmaskbits)
600 {
601         unsigned a, b;
602         int c, old_c, totaldigits;
603         const char __user __force *ubuf = (const char __user __force *)buf;
604         int exp_digit, in_range;
605
606         totaldigits = c = 0;
607         bitmap_zero(maskp, nmaskbits);
608         do {
609                 exp_digit = 1;
610                 in_range = 0;
611                 a = b = 0;
612
613                 /* Get the next cpu# or a range of cpu#'s */
614                 while (buflen) {
615                         old_c = c;
616                         if (is_user) {
617                                 if (__get_user(c, ubuf++))
618                                         return -EFAULT;
619                         } else
620                                 c = *buf++;
621                         buflen--;
622                         if (isspace(c))
623                                 continue;
624
625                         /*
626                          * If the last character was a space and the current
627                          * character isn't '\0', we've got embedded whitespace.
628                          * This is a no-no, so throw an error.
629                          */
630                         if (totaldigits && c && isspace(old_c))
631                                 return -EINVAL;
632
633                         /* A '\0' or a ',' signal the end of a cpu# or range */
634                         if (c == '\0' || c == ',')
635                                 break;
636
637                         if (c == '-') {
638                                 if (exp_digit || in_range)
639                                         return -EINVAL;
640                                 b = 0;
641                                 in_range = 1;
642                                 exp_digit = 1;
643                                 continue;
644                         }
645
646                         if (!isdigit(c))
647                                 return -EINVAL;
648
649                         b = b * 10 + (c - '0');
650                         if (!in_range)
651                                 a = b;
652                         exp_digit = 0;
653                         totaldigits++;
654                 }
655                 if (!(a <= b))
656                         return -EINVAL;
657                 if (b >= nmaskbits)
658                         return -ERANGE;
659                 while (a <= b) {
660                         set_bit(a, maskp);
661                         a++;
662                 }
663         } while (buflen && c == ',');
664         return 0;
665 }
666
667 int bitmap_parselist(const char *bp, unsigned long *maskp, int nmaskbits)
668 {
669         char *nl  = strchr(bp, '\n');
670         int len;
671
672         if (nl)
673                 len = nl - bp;
674         else
675                 len = strlen(bp);
676
677         return __bitmap_parselist(bp, len, 0, maskp, nmaskbits);
678 }
679 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parselist);
680
681
682 /**
683  * bitmap_parselist_user()
684  *
685  * @ubuf: pointer to user buffer containing string.
686  * @ulen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
687  *    then it must be terminated with a \0.
688  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
689  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
690  *
691  * Wrapper for bitmap_parselist(), providing it with user buffer.
692  *
693  * We cannot have this as an inline function in bitmap.h because it needs
694  * linux/uaccess.h to get the access_ok() declaration and this causes
695  * cyclic dependencies.
696  */
697 int bitmap_parselist_user(const char __user *ubuf,
698                         unsigned int ulen, unsigned long *maskp,
699                         int nmaskbits)
700 {
701         if (!access_ok(VERIFY_READ, ubuf, ulen))
702                 return -EFAULT;
703         return __bitmap_parselist((const char __force *)ubuf,
704                                         ulen, 1, maskp, nmaskbits);
705 }
706 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parselist_user);
707
708
709 /**
710  * bitmap_pos_to_ord - find ordinal of set bit at given position in bitmap
711  *      @buf: pointer to a bitmap
712  *      @pos: a bit position in @buf (0 <= @pos < @bits)
713  *      @bits: number of valid bit positions in @buf
714  *
715  * Map the bit at position @pos in @buf (of length @bits) to the
716  * ordinal of which set bit it is.  If it is not set or if @pos
717  * is not a valid bit position, map to -1.
718  *
719  * If for example, just bits 4 through 7 are set in @buf, then @pos
720  * values 4 through 7 will get mapped to 0 through 3, respectively,
721  * and other @pos values will get mapped to 0.  When @pos value 7
722  * gets mapped to (returns) @ord value 3 in this example, that means
723  * that bit 7 is the 3rd (starting with 0th) set bit in @buf.
724  *
725  * The bit positions 0 through @bits are valid positions in @buf.
726  */
727 static int bitmap_pos_to_ord(const unsigned long *buf, int pos, int bits)
728 {
729         int i, ord;
730
731         if (pos < 0 || pos >= bits || !test_bit(pos, buf))
732                 return -1;
733
734         i = find_first_bit(buf, bits);
735         ord = 0;
736         while (i < pos) {
737                 i = find_next_bit(buf, bits, i + 1);
738                 ord++;
739         }
740         BUG_ON(i != pos);
741
742         return ord;
743 }
744
745 /**
746  * bitmap_ord_to_pos - find position of n-th set bit in bitmap
747  *      @buf: pointer to bitmap
748  *      @ord: ordinal bit position (n-th set bit, n >= 0)
749  *      @bits: number of valid bit positions in @buf
750  *
751  * Map the ordinal offset of bit @ord in @buf to its position in @buf.
752  * Value of @ord should be in range 0 <= @ord < weight(buf), else
753  * results are undefined.
754  *
755  * If for example, just bits 4 through 7 are set in @buf, then @ord
756  * values 0 through 3 will get mapped to 4 through 7, respectively,
757  * and all other @ord values return undefined values.  When @ord value 3
758  * gets mapped to (returns) @pos value 7 in this example, that means
759  * that the 3rd set bit (starting with 0th) is at position 7 in @buf.
760  *
761  * The bit positions 0 through @bits are valid positions in @buf.
762  */
763 int bitmap_ord_to_pos(const unsigned long *buf, int ord, int bits)
764 {
765         int pos = 0;
766
767         if (ord >= 0 && ord < bits) {
768                 int i;
769
770                 for (i = find_first_bit(buf, bits);
771                      i < bits && ord > 0;
772                      i = find_next_bit(buf, bits, i + 1))
773                         ord--;
774                 if (i < bits && ord == 0)
775                         pos = i;
776         }
777
778         return pos;
779 }
780
781 /**
782  * bitmap_remap - Apply map defined by a pair of bitmaps to another bitmap
783  *      @dst: remapped result
784  *      @src: subset to be remapped
785  *      @old: defines domain of map
786  *      @new: defines range of map
787  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
788  *
789  * Let @old and @new define a mapping of bit positions, such that
790  * whatever position is held by the n-th set bit in @old is mapped
791  * to the n-th set bit in @new.  In the more general case, allowing
792  * for the possibility that the weight 'w' of @new is less than the
793  * weight of @old, map the position of the n-th set bit in @old to
794  * the position of the m-th set bit in @new, where m == n % w.
795  *
796  * If either of the @old and @new bitmaps are empty, or if @src and
797  * @dst point to the same location, then this routine copies @src
798  * to @dst.
799  *
800  * The positions of unset bits in @old are mapped to themselves
801  * (the identify map).
802  *
803  * Apply the above specified mapping to @src, placing the result in
804  * @dst, clearing any bits previously set in @dst.
805  *
806  * For example, lets say that @old has bits 4 through 7 set, and
807  * @new has bits 12 through 15 set.  This defines the mapping of bit
808  * position 4 to 12, 5 to 13, 6 to 14 and 7 to 15, and of all other
809  * bit positions unchanged.  So if say @src comes into this routine
810  * with bits 1, 5 and 7 set, then @dst should leave with bits 1,
811  * 13 and 15 set.
812  */
813 void bitmap_remap(unsigned long *dst, const unsigned long *src,
814                 const unsigned long *old, const unsigned long *new,
815                 int bits)
816 {
817         int oldbit, w;
818
819         if (dst == src)         /* following doesn't handle inplace remaps */
820                 return;
821         bitmap_zero(dst, bits);
822
823         w = bitmap_weight(new, bits);
824         for_each_set_bit(oldbit, src, bits) {
825                 int n = bitmap_pos_to_ord(old, oldbit, bits);
826
827                 if (n < 0 || w == 0)
828                         set_bit(oldbit, dst);   /* identity map */
829                 else
830                         set_bit(bitmap_ord_to_pos(new, n % w, bits), dst);
831         }
832 }
833 EXPORT_SYMBOL(bitmap_remap);
834
835 /**
836  * bitmap_bitremap - Apply map defined by a pair of bitmaps to a single bit
837  *      @oldbit: bit position to be mapped
838  *      @old: defines domain of map
839  *      @new: defines range of map
840  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
841  *
842  * Let @old and @new define a mapping of bit positions, such that
843  * whatever position is held by the n-th set bit in @old is mapped
844  * to the n-th set bit in @new.  In the more general case, allowing
845  * for the possibility that the weight 'w' of @new is less than the
846  * weight of @old, map the position of the n-th set bit in @old to
847  * the position of the m-th set bit in @new, where m == n % w.
848  *
849  * The positions of unset bits in @old are mapped to themselves
850  * (the identify map).
851  *
852  * Apply the above specified mapping to bit position @oldbit, returning
853  * the new bit position.
854  *
855  * For example, lets say that @old has bits 4 through 7 set, and
856  * @new has bits 12 through 15 set.  This defines the mapping of bit
857  * position 4 to 12, 5 to 13, 6 to 14 and 7 to 15, and of all other
858  * bit positions unchanged.  So if say @oldbit is 5, then this routine
859  * returns 13.
860  */
861 int bitmap_bitremap(int oldbit, const unsigned long *old,
862                                 const unsigned long *new, int bits)
863 {
864         int w = bitmap_weight(new, bits);
865         int n = bitmap_pos_to_ord(old, oldbit, bits);
866         if (n < 0 || w == 0)
867                 return oldbit;
868         else
869                 return bitmap_ord_to_pos(new, n % w, bits);
870 }
871 EXPORT_SYMBOL(bitmap_bitremap);
872
873 /**
874  * bitmap_onto - translate one bitmap relative to another
875  *      @dst: resulting translated bitmap
876  *      @orig: original untranslated bitmap
877  *      @relmap: bitmap relative to which translated
878  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
879  *
880  * Set the n-th bit of @dst iff there exists some m such that the
881  * n-th bit of @relmap is set, the m-th bit of @orig is set, and
882  * the n-th bit of @relmap is also the m-th _set_ bit of @relmap.
883  * (If you understood the previous sentence the first time your
884  * read it, you're overqualified for your current job.)
885  *
886  * In other words, @orig is mapped onto (surjectively) @dst,
887  * using the the map { <n, m> | the n-th bit of @relmap is the
888  * m-th set bit of @relmap }.
889  *
890  * Any set bits in @orig above bit number W, where W is the
891  * weight of (number of set bits in) @relmap are mapped nowhere.
892  * In particular, if for all bits m set in @orig, m >= W, then
893  * @dst will end up empty.  In situations where the possibility
894  * of such an empty result is not desired, one way to avoid it is
895  * to use the bitmap_fold() operator, below, to first fold the
896  * @orig bitmap over itself so that all its set bits x are in the
897  * range 0 <= x < W.  The bitmap_fold() operator does this by
898  * setting the bit (m % W) in @dst, for each bit (m) set in @orig.
899  *
900  * Example [1] for bitmap_onto():
901  *  Let's say @relmap has bits 30-39 set, and @orig has bits
902  *  1, 3, 5, 7, 9 and 11 set.  Then on return from this routine,
903  *  @dst will have bits 31, 33, 35, 37 and 39 set.
904  *
905  *  When bit 0 is set in @orig, it means turn on the bit in
906  *  @dst corresponding to whatever is the first bit (if any)
907  *  that is turned on in @relmap.  Since bit 0 was off in the
908  *  above example, we leave off that bit (bit 30) in @dst.
909  *
910  *  When bit 1 is set in @orig (as in the above example), it
911  *  means turn on the bit in @dst corresponding to whatever
912  *  is the second bit that is turned on in @relmap.  The second
913  *  bit in @relmap that was turned on in the above example was
914  *  bit 31, so we turned on bit 31 in @dst.
915  *
916  *  Similarly, we turned on bits 33, 35, 37 and 39 in @dst,
917  *  because they were the 4th, 6th, 8th and 10th set bits
918  *  set in @relmap, and the 4th, 6th, 8th and 10th bits of
919  *  @orig (i.e. bits 3, 5, 7 and 9) were also set.
920  *
921  *  When bit 11 is set in @orig, it means turn on the bit in
922  *  @dst corresponding to whatever is the twelfth bit that is
923  *  turned on in @relmap.  In the above example, there were
924  *  only ten bits turned on in @relmap (30..39), so that bit
925  *  11 was set in @orig had no affect on @dst.
926  *
927  * Example [2] for bitmap_fold() + bitmap_onto():
928  *  Let's say @relmap has these ten bits set:
929  *              40 41 42 43 45 48 53 61 74 95
930  *  (for the curious, that's 40 plus the first ten terms of the
931  *  Fibonacci sequence.)
932  *
933  *  Further lets say we use the following code, invoking
934  *  bitmap_fold() then bitmap_onto, as suggested above to
935  *  avoid the possitility of an empty @dst result:
936  *
937  *      unsigned long *tmp;     // a temporary bitmap's bits
938  *
939  *      bitmap_fold(tmp, orig, bitmap_weight(relmap, bits), bits);
940  *      bitmap_onto(dst, tmp, relmap, bits);
941  *
942  *  Then this table shows what various values of @dst would be, for
943  *  various @orig's.  I list the zero-based positions of each set bit.
944  *  The tmp column shows the intermediate result, as computed by
945  *  using bitmap_fold() to fold the @orig bitmap modulo ten
946  *  (the weight of @relmap).
947  *
948  *      @orig           tmp            @dst
949  *      0                0             40
950  *      1                1             41
951  *      9                9             95
952  *      10               0             40 (*)
953  *      1 3 5 7          1 3 5 7       41 43 48 61
954  *      0 1 2 3 4        0 1 2 3 4     40 41 42 43 45
955  *      0 9 18 27        0 9 8 7       40 61 74 95
956  *      0 10 20 30       0             40
957  *      0 11 22 33       0 1 2 3       40 41 42 43
958  *      0 12 24 36       0 2 4 6       40 42 45 53
959  *      78 102 211       1 2 8         41 42 74 (*)
960  *
961  * (*) For these marked lines, if we hadn't first done bitmap_fold()
962  *     into tmp, then the @dst result would have been empty.
963  *
964  * If either of @orig or @relmap is empty (no set bits), then @dst
965  * will be returned empty.
966  *
967  * If (as explained above) the only set bits in @orig are in positions
968  * m where m >= W, (where W is the weight of @relmap) then @dst will
969  * once again be returned empty.
970  *
971  * All bits in @dst not set by the above rule are cleared.
972  */
973 void bitmap_onto(unsigned long *dst, const unsigned long *orig,
974                         const unsigned long *relmap, int bits)
975 {
976         int n, m;               /* same meaning as in above comment */
977
978         if (dst == orig)        /* following doesn't handle inplace mappings */
979                 return;
980         bitmap_zero(dst, bits);
981
982         /*
983          * The following code is a more efficient, but less
984          * obvious, equivalent to the loop:
985          *      for (m = 0; m < bitmap_weight(relmap, bits); m++) {
986          *              n = bitmap_ord_to_pos(orig, m, bits);
987          *              if (test_bit(m, orig))
988          *                      set_bit(n, dst);
989          *      }
990          */
991
992         m = 0;
993         for_each_set_bit(n, relmap, bits) {
994                 /* m == bitmap_pos_to_ord(relmap, n, bits) */
995                 if (test_bit(m, orig))
996                         set_bit(n, dst);
997                 m++;
998         }
999 }
1000 EXPORT_SYMBOL(bitmap_onto);
1001
1002 /**
1003  * bitmap_fold - fold larger bitmap into smaller, modulo specified size
1004  *      @dst: resulting smaller bitmap
1005  *      @orig: original larger bitmap
1006  *      @sz: specified size
1007  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
1008  *
1009  * For each bit oldbit in @orig, set bit oldbit mod @sz in @dst.
1010  * Clear all other bits in @dst.  See further the comment and
1011  * Example [2] for bitmap_onto() for why and how to use this.
1012  */
1013 void bitmap_fold(unsigned long *dst, const unsigned long *orig,
1014                         int sz, int bits)
1015 {
1016         int oldbit;
1017
1018         if (dst == orig)        /* following doesn't handle inplace mappings */
1019                 return;
1020         bitmap_zero(dst, bits);
1021
1022         for_each_set_bit(oldbit, orig, bits)
1023                 set_bit(oldbit % sz, dst);
1024 }
1025 EXPORT_SYMBOL(bitmap_fold);
1026
1027 /*
1028  * Common code for bitmap_*_region() routines.
1029  *      bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1030  *      pos: the beginning of the region
1031  *      order: region size (log base 2 of number of bits)
1032  *      reg_op: operation(s) to perform on that region of bitmap
1033  *
1034  * Can set, verify and/or release a region of bits in a bitmap,
1035  * depending on which combination of REG_OP_* flag bits is set.
1036  *
1037  * A region of a bitmap is a sequence of bits in the bitmap, of
1038  * some size '1 << order' (a power of two), aligned to that same
1039  * '1 << order' power of two.
1040  *
1041  * Returns 1 if REG_OP_ISFREE succeeds (region is all zero bits).
1042  * Returns 0 in all other cases and reg_ops.
1043  */
1044
1045 enum {
1046         REG_OP_ISFREE,          /* true if region is all zero bits */
1047         REG_OP_ALLOC,           /* set all bits in region */
1048         REG_OP_RELEASE,         /* clear all bits in region */
1049 };
1050
1051 static int __reg_op(unsigned long *bitmap, int pos, int order, int reg_op)
1052 {
1053         int nbits_reg;          /* number of bits in region */
1054         int index;              /* index first long of region in bitmap */
1055         int offset;             /* bit offset region in bitmap[index] */
1056         int nlongs_reg;         /* num longs spanned by region in bitmap */
1057         int nbitsinlong;        /* num bits of region in each spanned long */
1058         unsigned long mask;     /* bitmask for one long of region */
1059         int i;                  /* scans bitmap by longs */
1060         int ret = 0;            /* return value */
1061
1062         /*
1063          * Either nlongs_reg == 1 (for small orders that fit in one long)
1064          * or (offset == 0 && mask == ~0UL) (for larger multiword orders.)
1065          */
1066         nbits_reg = 1 << order;
1067         index = pos / BITS_PER_LONG;
1068         offset = pos - (index * BITS_PER_LONG);
1069         nlongs_reg = BITS_TO_LONGS(nbits_reg);
1070         nbitsinlong = min(nbits_reg,  BITS_PER_LONG);
1071
1072         /*
1073          * Can't do "mask = (1UL << nbitsinlong) - 1", as that
1074          * overflows if nbitsinlong == BITS_PER_LONG.
1075          */
1076         mask = (1UL << (nbitsinlong - 1));
1077         mask += mask - 1;
1078         mask <<= offset;
1079
1080         switch (reg_op) {
1081         case REG_OP_ISFREE:
1082                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++) {
1083                         if (bitmap[index + i] & mask)
1084                                 goto done;
1085                 }
1086                 ret = 1;        /* all bits in region free (zero) */
1087                 break;
1088
1089         case REG_OP_ALLOC:
1090                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++)
1091                         bitmap[index + i] |= mask;
1092                 break;
1093
1094         case REG_OP_RELEASE:
1095                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++)
1096                         bitmap[index + i] &= ~mask;
1097                 break;
1098         }
1099 done:
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 /**
1104  * bitmap_find_free_region - find a contiguous aligned mem region
1105  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1106  *      @bits: number of bits in the bitmap
1107  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to find
1108  *
1109  * Find a region of free (zero) bits in a @bitmap of @bits bits and
1110  * allocate them (set them to one).  Only consider regions of length
1111  * a power (@order) of two, aligned to that power of two, which
1112  * makes the search algorithm much faster.
1113  *
1114  * Return the bit offset in bitmap of the allocated region,
1115  * or -errno on failure.
1116  */
1117 int bitmap_find_free_region(unsigned long *bitmap, int bits, int order)
1118 {
1119         int pos, end;           /* scans bitmap by regions of size order */
1120
1121         for (pos = 0 ; (end = pos + (1 << order)) <= bits; pos = end) {
1122                 if (!__reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ISFREE))
1123                         continue;
1124                 __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ALLOC);
1125                 return pos;
1126         }
1127         return -ENOMEM;
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL(bitmap_find_free_region);
1130
1131 /**
1132  * bitmap_release_region - release allocated bitmap region
1133  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1134  *      @pos: beginning of bit region to release
1135  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to release
1136  *
1137  * This is the complement to __bitmap_find_free_region() and releases
1138  * the found region (by clearing it in the bitmap).
1139  *
1140  * No return value.
1141  */
1142 void bitmap_release_region(unsigned long *bitmap, int pos, int order)
1143 {
1144         __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_RELEASE);
1145 }
1146 EXPORT_SYMBOL(bitmap_release_region);
1147
1148 /**
1149  * bitmap_allocate_region - allocate bitmap region
1150  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1151  *      @pos: beginning of bit region to allocate
1152  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to allocate
1153  *
1154  * Allocate (set bits in) a specified region of a bitmap.
1155  *
1156  * Return 0 on success, or %-EBUSY if specified region wasn't
1157  * free (not all bits were zero).
1158  */
1159 int bitmap_allocate_region(unsigned long *bitmap, int pos, int order)
1160 {
1161         if (!__reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ISFREE))
1162                 return -EBUSY;
1163         __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ALLOC);
1164         return 0;
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL(bitmap_allocate_region);
1167
1168 /**
1169  * bitmap_copy_le - copy a bitmap, putting the bits into little-endian order.
1170  * @dst:   destination buffer
1171  * @src:   bitmap to copy
1172  * @nbits: number of bits in the bitmap
1173  *
1174  * Require nbits % BITS_PER_LONG == 0.
1175  */
1176 void bitmap_copy_le(void *dst, const unsigned long *src, int nbits)
1177 {
1178         unsigned long *d = dst;
1179         int i;
1180
1181         for (i = 0; i < nbits/BITS_PER_LONG; i++) {
1182                 if (BITS_PER_LONG == 64)
1183                         d[i] = cpu_to_le64(src[i]);
1184                 else
1185                         d[i] = cpu_to_le32(src[i]);
1186         }
1187 }
1188 EXPORT_SYMBOL(bitmap_copy_le);