bug.h: add include of it to various implicit C users
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.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 <linux/bug.h>
14 #include <asm/uaccess.h>
15
16 /*
17  * bitmaps provide an array of bits, implemented using an an
18  * array of unsigned longs.  The number of valid bits in a
19  * given bitmap does _not_ need to be an exact multiple of
20  * BITS_PER_LONG.
21  *
22  * The possible unused bits in the last, partially used word
23  * of a bitmap are 'don't care'.  The implementation makes
24  * no particular effort to keep them zero.  It ensures that
25  * their value will not affect the results of any operation.
26  * The bitmap operations that return Boolean (bitmap_empty,
27  * for example) or scalar (bitmap_weight, for example) results
28  * carefully filter out these unused bits from impacting their
29  * results.
30  *
31  * These operations actually hold to a slightly stronger rule:
32  * if you don't input any bitmaps to these ops that have some
33  * unused bits set, then they won't output any set unused bits
34  * in output bitmaps.
35  *
36  * The byte ordering of bitmaps is more natural on little
37  * endian architectures.  See the big-endian headers
38  * include/asm-ppc64/bitops.h and include/asm-s390/bitops.h
39  * for the best explanations of this ordering.
40  */
41
42 int __bitmap_empty(const unsigned long *bitmap, int bits)
43 {
44         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
45         for (k = 0; k < lim; ++k)
46                 if (bitmap[k])
47                         return 0;
48
49         if (bits % BITS_PER_LONG)
50                 if (bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
51                         return 0;
52
53         return 1;
54 }
55 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_empty);
56
57 int __bitmap_full(const unsigned long *bitmap, int bits)
58 {
59         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
60         for (k = 0; k < lim; ++k)
61                 if (~bitmap[k])
62                         return 0;
63
64         if (bits % BITS_PER_LONG)
65                 if (~bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
66                         return 0;
67
68         return 1;
69 }
70 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_full);
71
72 int __bitmap_equal(const unsigned long *bitmap1,
73                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
74 {
75         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
76         for (k = 0; k < lim; ++k)
77                 if (bitmap1[k] != bitmap2[k])
78                         return 0;
79
80         if (bits % BITS_PER_LONG)
81                 if ((bitmap1[k] ^ bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
82                         return 0;
83
84         return 1;
85 }
86 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_equal);
87
88 void __bitmap_complement(unsigned long *dst, const unsigned long *src, int bits)
89 {
90         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
91         for (k = 0; k < lim; ++k)
92                 dst[k] = ~src[k];
93
94         if (bits % BITS_PER_LONG)
95                 dst[k] = ~src[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits);
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_complement);
98
99 /**
100  * __bitmap_shift_right - logical right shift of the bits in a bitmap
101  *   @dst : destination bitmap
102  *   @src : source bitmap
103  *   @shift : shift by this many bits
104  *   @bits : bitmap size, in bits
105  *
106  * Shifting right (dividing) means moving bits in the MS -> LS bit
107  * direction.  Zeros are fed into the vacated MS positions and the
108  * LS bits shifted off the bottom are lost.
109  */
110 void __bitmap_shift_right(unsigned long *dst,
111                         const unsigned long *src, int shift, int bits)
112 {
113         int k, lim = BITS_TO_LONGS(bits), left = bits % BITS_PER_LONG;
114         int off = shift/BITS_PER_LONG, rem = shift % BITS_PER_LONG;
115         unsigned long mask = (1UL << left) - 1;
116         for (k = 0; off + k < lim; ++k) {
117                 unsigned long upper, lower;
118
119                 /*
120                  * If shift is not word aligned, take lower rem bits of
121                  * word above and make them the top rem bits of result.
122                  */
123                 if (!rem || off + k + 1 >= lim)
124                         upper = 0;
125                 else {
126                         upper = src[off + k + 1];
127                         if (off + k + 1 == lim - 1 && left)
128                                 upper &= mask;
129                 }
130                 lower = src[off + k];
131                 if (left && off + k == lim - 1)
132                         lower &= mask;
133                 dst[k] = upper << (BITS_PER_LONG - rem) | lower >> rem;
134                 if (left && k == lim - 1)
135                         dst[k] &= mask;
136         }
137         if (off)
138                 memset(&dst[lim - off], 0, off*sizeof(unsigned long));
139 }
140 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_shift_right);
141
142
143 /**
144  * __bitmap_shift_left - logical left shift of the bits in a bitmap
145  *   @dst : destination bitmap
146  *   @src : source bitmap
147  *   @shift : shift by this many bits
148  *   @bits : bitmap size, in bits
149  *
150  * Shifting left (multiplying) means moving bits in the LS -> MS
151  * direction.  Zeros are fed into the vacated LS bit positions
152  * and those MS bits shifted off the top are lost.
153  */
154
155 void __bitmap_shift_left(unsigned long *dst,
156                         const unsigned long *src, int shift, int bits)
157 {
158         int k, lim = BITS_TO_LONGS(bits), left = bits % BITS_PER_LONG;
159         int off = shift/BITS_PER_LONG, rem = shift % BITS_PER_LONG;
160         for (k = lim - off - 1; k >= 0; --k) {
161                 unsigned long upper, lower;
162
163                 /*
164                  * If shift is not word aligned, take upper rem bits of
165                  * word below and make them the bottom rem bits of result.
166                  */
167                 if (rem && k > 0)
168                         lower = src[k - 1];
169                 else
170                         lower = 0;
171                 upper = src[k];
172                 if (left && k == lim - 1)
173                         upper &= (1UL << left) - 1;
174                 dst[k + off] = lower  >> (BITS_PER_LONG - rem) | upper << rem;
175                 if (left && k + off == lim - 1)
176                         dst[k + off] &= (1UL << left) - 1;
177         }
178         if (off)
179                 memset(dst, 0, off*sizeof(unsigned long));
180 }
181 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_shift_left);
182
183 int __bitmap_and(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
184                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
185 {
186         int k;
187         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
188         unsigned long result = 0;
189
190         for (k = 0; k < nr; k++)
191                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & bitmap2[k]);
192         return result != 0;
193 }
194 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_and);
195
196 void __bitmap_or(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
197                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
198 {
199         int k;
200         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
201
202         for (k = 0; k < nr; k++)
203                 dst[k] = bitmap1[k] | bitmap2[k];
204 }
205 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_or);
206
207 void __bitmap_xor(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
208                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
209 {
210         int k;
211         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
212
213         for (k = 0; k < nr; k++)
214                 dst[k] = bitmap1[k] ^ bitmap2[k];
215 }
216 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_xor);
217
218 int __bitmap_andnot(unsigned long *dst, const unsigned long *bitmap1,
219                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
220 {
221         int k;
222         int nr = BITS_TO_LONGS(bits);
223         unsigned long result = 0;
224
225         for (k = 0; k < nr; k++)
226                 result |= (dst[k] = bitmap1[k] & ~bitmap2[k]);
227         return result != 0;
228 }
229 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_andnot);
230
231 int __bitmap_intersects(const unsigned long *bitmap1,
232                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
233 {
234         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
235         for (k = 0; k < lim; ++k)
236                 if (bitmap1[k] & bitmap2[k])
237                         return 1;
238
239         if (bits % BITS_PER_LONG)
240                 if ((bitmap1[k] & bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
241                         return 1;
242         return 0;
243 }
244 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_intersects);
245
246 int __bitmap_subset(const unsigned long *bitmap1,
247                                 const unsigned long *bitmap2, int bits)
248 {
249         int k, lim = bits/BITS_PER_LONG;
250         for (k = 0; k < lim; ++k)
251                 if (bitmap1[k] & ~bitmap2[k])
252                         return 0;
253
254         if (bits % BITS_PER_LONG)
255                 if ((bitmap1[k] & ~bitmap2[k]) & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits))
256                         return 0;
257         return 1;
258 }
259 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_subset);
260
261 int __bitmap_weight(const unsigned long *bitmap, int bits)
262 {
263         int k, w = 0, lim = bits/BITS_PER_LONG;
264
265         for (k = 0; k < lim; k++)
266                 w += hweight_long(bitmap[k]);
267
268         if (bits % BITS_PER_LONG)
269                 w += hweight_long(bitmap[k] & BITMAP_LAST_WORD_MASK(bits));
270
271         return w;
272 }
273 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_weight);
274
275 void bitmap_set(unsigned long *map, int start, int nr)
276 {
277         unsigned long *p = map + BIT_WORD(start);
278         const int size = start + nr;
279         int bits_to_set = BITS_PER_LONG - (start % BITS_PER_LONG);
280         unsigned long mask_to_set = BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);
281
282         while (nr - bits_to_set >= 0) {
283                 *p |= mask_to_set;
284                 nr -= bits_to_set;
285                 bits_to_set = BITS_PER_LONG;
286                 mask_to_set = ~0UL;
287                 p++;
288         }
289         if (nr) {
290                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);
291                 *p |= mask_to_set;
292         }
293 }
294 EXPORT_SYMBOL(bitmap_set);
295
296 void bitmap_clear(unsigned long *map, int start, int nr)
297 {
298         unsigned long *p = map + BIT_WORD(start);
299         const int size = start + nr;
300         int bits_to_clear = BITS_PER_LONG - (start % BITS_PER_LONG);
301         unsigned long mask_to_clear = BITMAP_FIRST_WORD_MASK(start);
302
303         while (nr - bits_to_clear >= 0) {
304                 *p &= ~mask_to_clear;
305                 nr -= bits_to_clear;
306                 bits_to_clear = BITS_PER_LONG;
307                 mask_to_clear = ~0UL;
308                 p++;
309         }
310         if (nr) {
311                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_WORD_MASK(size);
312                 *p &= ~mask_to_clear;
313         }
314 }
315 EXPORT_SYMBOL(bitmap_clear);
316
317 /*
318  * bitmap_find_next_zero_area - find a contiguous aligned zero area
319  * @map: The address to base the search on
320  * @size: The bitmap size in bits
321  * @start: The bitnumber to start searching at
322  * @nr: The number of zeroed bits we're looking for
323  * @align_mask: Alignment mask for zero area
324  *
325  * The @align_mask should be one less than a power of 2; the effect is that
326  * the bit offset of all zero areas this function finds is multiples of that
327  * power of 2. A @align_mask of 0 means no alignment is required.
328  */
329 unsigned long bitmap_find_next_zero_area(unsigned long *map,
330                                          unsigned long size,
331                                          unsigned long start,
332                                          unsigned int nr,
333                                          unsigned long align_mask)
334 {
335         unsigned long index, end, i;
336 again:
337         index = find_next_zero_bit(map, size, start);
338
339         /* Align allocation */
340         index = __ALIGN_MASK(index, align_mask);
341
342         end = index + nr;
343         if (end > size)
344                 return end;
345         i = find_next_bit(map, end, index);
346         if (i < end) {
347                 start = i + 1;
348                 goto again;
349         }
350         return index;
351 }
352 EXPORT_SYMBOL(bitmap_find_next_zero_area);
353
354 /*
355  * Bitmap printing & parsing functions: first version by Bill Irwin,
356  * second version by Paul Jackson, third by Joe Korty.
357  */
358
359 #define CHUNKSZ                         32
360 #define nbits_to_hold_value(val)        fls(val)
361 #define BASEDEC 10              /* fancier cpuset lists input in decimal */
362
363 /**
364  * bitmap_scnprintf - convert bitmap to an ASCII hex string.
365  * @buf: byte buffer into which string is placed
366  * @buflen: reserved size of @buf, in bytes
367  * @maskp: pointer to bitmap to convert
368  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
369  *
370  * Exactly @nmaskbits bits are displayed.  Hex digits are grouped into
371  * comma-separated sets of eight digits per set.
372  */
373 int bitmap_scnprintf(char *buf, unsigned int buflen,
374         const unsigned long *maskp, int nmaskbits)
375 {
376         int i, word, bit, len = 0;
377         unsigned long val;
378         const char *sep = "";
379         int chunksz;
380         u32 chunkmask;
381
382         chunksz = nmaskbits & (CHUNKSZ - 1);
383         if (chunksz == 0)
384                 chunksz = CHUNKSZ;
385
386         i = ALIGN(nmaskbits, CHUNKSZ) - CHUNKSZ;
387         for (; i >= 0; i -= CHUNKSZ) {
388                 chunkmask = ((1ULL << chunksz) - 1);
389                 word = i / BITS_PER_LONG;
390                 bit = i % BITS_PER_LONG;
391                 val = (maskp[word] >> bit) & chunkmask;
392                 len += scnprintf(buf+len, buflen-len, "%s%0*lx", sep,
393                         (chunksz+3)/4, val);
394                 chunksz = CHUNKSZ;
395                 sep = ",";
396         }
397         return len;
398 }
399 EXPORT_SYMBOL(bitmap_scnprintf);
400
401 /**
402  * __bitmap_parse - convert an ASCII hex string into a bitmap.
403  * @buf: pointer to buffer containing string.
404  * @buflen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
405  *    then it must be terminated with a \0.
406  * @is_user: location of buffer, 0 indicates kernel space
407  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
408  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
409  *
410  * Commas group hex digits into chunks.  Each chunk defines exactly 32
411  * bits of the resultant bitmask.  No chunk may specify a value larger
412  * than 32 bits (%-EOVERFLOW), and if a chunk specifies a smaller value
413  * then leading 0-bits are prepended.  %-EINVAL is returned for illegal
414  * characters and for grouping errors such as "1,,5", ",44", "," and "".
415  * Leading and trailing whitespace accepted, but not embedded whitespace.
416  */
417 int __bitmap_parse(const char *buf, unsigned int buflen,
418                 int is_user, unsigned long *maskp,
419                 int nmaskbits)
420 {
421         int c, old_c, totaldigits, ndigits, nchunks, nbits;
422         u32 chunk;
423         const char __user __force *ubuf = (const char __user __force *)buf;
424
425         bitmap_zero(maskp, nmaskbits);
426
427         nchunks = nbits = totaldigits = c = 0;
428         do {
429                 chunk = ndigits = 0;
430
431                 /* Get the next chunk of the bitmap */
432                 while (buflen) {
433                         old_c = c;
434                         if (is_user) {
435                                 if (__get_user(c, ubuf++))
436                                         return -EFAULT;
437                         }
438                         else
439                                 c = *buf++;
440                         buflen--;
441                         if (isspace(c))
442                                 continue;
443
444                         /*
445                          * If the last character was a space and the current
446                          * character isn't '\0', we've got embedded whitespace.
447                          * This is a no-no, so throw an error.
448                          */
449                         if (totaldigits && c && isspace(old_c))
450                                 return -EINVAL;
451
452                         /* A '\0' or a ',' signal the end of the chunk */
453                         if (c == '\0' || c == ',')
454                                 break;
455
456                         if (!isxdigit(c))
457                                 return -EINVAL;
458
459                         /*
460                          * Make sure there are at least 4 free bits in 'chunk'.
461                          * If not, this hexdigit will overflow 'chunk', so
462                          * throw an error.
463                          */
464                         if (chunk & ~((1UL << (CHUNKSZ - 4)) - 1))
465                                 return -EOVERFLOW;
466
467                         chunk = (chunk << 4) | hex_to_bin(c);
468                         ndigits++; totaldigits++;
469                 }
470                 if (ndigits == 0)
471                         return -EINVAL;
472                 if (nchunks == 0 && chunk == 0)
473                         continue;
474
475                 __bitmap_shift_left(maskp, maskp, CHUNKSZ, nmaskbits);
476                 *maskp |= chunk;
477                 nchunks++;
478                 nbits += (nchunks == 1) ? nbits_to_hold_value(chunk) : CHUNKSZ;
479                 if (nbits > nmaskbits)
480                         return -EOVERFLOW;
481         } while (buflen && c == ',');
482
483         return 0;
484 }
485 EXPORT_SYMBOL(__bitmap_parse);
486
487 /**
488  * bitmap_parse_user - convert an ASCII hex string in a user buffer into a bitmap
489  *
490  * @ubuf: pointer to user buffer containing string.
491  * @ulen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
492  *    then it must be terminated with a \0.
493  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
494  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
495  *
496  * Wrapper for __bitmap_parse(), providing it with user buffer.
497  *
498  * We cannot have this as an inline function in bitmap.h because it needs
499  * linux/uaccess.h to get the access_ok() declaration and this causes
500  * cyclic dependencies.
501  */
502 int bitmap_parse_user(const char __user *ubuf,
503                         unsigned int ulen, unsigned long *maskp,
504                         int nmaskbits)
505 {
506         if (!access_ok(VERIFY_READ, ubuf, ulen))
507                 return -EFAULT;
508         return __bitmap_parse((const char __force *)ubuf,
509                                 ulen, 1, maskp, nmaskbits);
510
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parse_user);
513
514 /*
515  * bscnl_emit(buf, buflen, rbot, rtop, bp)
516  *
517  * Helper routine for bitmap_scnlistprintf().  Write decimal number
518  * or range to buf, suppressing output past buf+buflen, with optional
519  * comma-prefix.  Return len of what would be written to buf, if it
520  * all fit.
521  */
522 static inline int bscnl_emit(char *buf, int buflen, int rbot, int rtop, int len)
523 {
524         if (len > 0)
525                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, ",");
526         if (rbot == rtop)
527                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, "%d", rbot);
528         else
529                 len += scnprintf(buf + len, buflen - len, "%d-%d", rbot, rtop);
530         return len;
531 }
532
533 /**
534  * bitmap_scnlistprintf - convert bitmap to list format ASCII string
535  * @buf: byte buffer into which string is placed
536  * @buflen: reserved size of @buf, in bytes
537  * @maskp: pointer to bitmap to convert
538  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits
539  *
540  * Output format is a comma-separated list of decimal numbers and
541  * ranges.  Consecutively set bits are shown as two hyphen-separated
542  * decimal numbers, the smallest and largest bit numbers set in
543  * the range.  Output format is compatible with the format
544  * accepted as input by bitmap_parselist().
545  *
546  * The return value is the number of characters which would be
547  * generated for the given input, excluding the trailing '\0', as
548  * per ISO C99.
549  */
550 int bitmap_scnlistprintf(char *buf, unsigned int buflen,
551         const unsigned long *maskp, int nmaskbits)
552 {
553         int len = 0;
554         /* current bit is 'cur', most recently seen range is [rbot, rtop] */
555         int cur, rbot, rtop;
556
557         if (buflen == 0)
558                 return 0;
559         buf[0] = 0;
560
561         rbot = cur = find_first_bit(maskp, nmaskbits);
562         while (cur < nmaskbits) {
563                 rtop = cur;
564                 cur = find_next_bit(maskp, nmaskbits, cur+1);
565                 if (cur >= nmaskbits || cur > rtop + 1) {
566                         len = bscnl_emit(buf, buflen, rbot, rtop, len);
567                         rbot = cur;
568                 }
569         }
570         return len;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(bitmap_scnlistprintf);
573
574 /**
575  * __bitmap_parselist - convert list format ASCII string to bitmap
576  * @buf: read nul-terminated user string from this buffer
577  * @buflen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
578  *    then it must be terminated with a \0.
579  * @is_user: location of buffer, 0 indicates kernel space
580  * @maskp: write resulting mask here
581  * @nmaskbits: number of bits in mask to be written
582  *
583  * Input format is a comma-separated list of decimal numbers and
584  * ranges.  Consecutively set bits are shown as two hyphen-separated
585  * decimal numbers, the smallest and largest bit numbers set in
586  * the range.
587  *
588  * Returns 0 on success, -errno on invalid input strings.
589  * Error values:
590  *    %-EINVAL: second number in range smaller than first
591  *    %-EINVAL: invalid character in string
592  *    %-ERANGE: bit number specified too large for mask
593  */
594 static int __bitmap_parselist(const char *buf, unsigned int buflen,
595                 int is_user, unsigned long *maskp,
596                 int nmaskbits)
597 {
598         unsigned a, b;
599         int c, old_c, totaldigits;
600         const char __user __force *ubuf = (const char __user __force *)buf;
601         int exp_digit, in_range;
602
603         totaldigits = c = 0;
604         bitmap_zero(maskp, nmaskbits);
605         do {
606                 exp_digit = 1;
607                 in_range = 0;
608                 a = b = 0;
609
610                 /* Get the next cpu# or a range of cpu#'s */
611                 while (buflen) {
612                         old_c = c;
613                         if (is_user) {
614                                 if (__get_user(c, ubuf++))
615                                         return -EFAULT;
616                         } else
617                                 c = *buf++;
618                         buflen--;
619                         if (isspace(c))
620                                 continue;
621
622                         /*
623                          * If the last character was a space and the current
624                          * character isn't '\0', we've got embedded whitespace.
625                          * This is a no-no, so throw an error.
626                          */
627                         if (totaldigits && c && isspace(old_c))
628                                 return -EINVAL;
629
630                         /* A '\0' or a ',' signal the end of a cpu# or range */
631                         if (c == '\0' || c == ',')
632                                 break;
633
634                         if (c == '-') {
635                                 if (exp_digit || in_range)
636                                         return -EINVAL;
637                                 b = 0;
638                                 in_range = 1;
639                                 exp_digit = 1;
640                                 continue;
641                         }
642
643                         if (!isdigit(c))
644                                 return -EINVAL;
645
646                         b = b * 10 + (c - '0');
647                         if (!in_range)
648                                 a = b;
649                         exp_digit = 0;
650                         totaldigits++;
651                 }
652                 if (!(a <= b))
653                         return -EINVAL;
654                 if (b >= nmaskbits)
655                         return -ERANGE;
656                 while (a <= b) {
657                         set_bit(a, maskp);
658                         a++;
659                 }
660         } while (buflen && c == ',');
661         return 0;
662 }
663
664 int bitmap_parselist(const char *bp, unsigned long *maskp, int nmaskbits)
665 {
666         char *nl  = strchr(bp, '\n');
667         int len;
668
669         if (nl)
670                 len = nl - bp;
671         else
672                 len = strlen(bp);
673
674         return __bitmap_parselist(bp, len, 0, maskp, nmaskbits);
675 }
676 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parselist);
677
678
679 /**
680  * bitmap_parselist_user()
681  *
682  * @ubuf: pointer to user buffer containing string.
683  * @ulen: buffer size in bytes.  If string is smaller than this
684  *    then it must be terminated with a \0.
685  * @maskp: pointer to bitmap array that will contain result.
686  * @nmaskbits: size of bitmap, in bits.
687  *
688  * Wrapper for bitmap_parselist(), providing it with user buffer.
689  *
690  * We cannot have this as an inline function in bitmap.h because it needs
691  * linux/uaccess.h to get the access_ok() declaration and this causes
692  * cyclic dependencies.
693  */
694 int bitmap_parselist_user(const char __user *ubuf,
695                         unsigned int ulen, unsigned long *maskp,
696                         int nmaskbits)
697 {
698         if (!access_ok(VERIFY_READ, ubuf, ulen))
699                 return -EFAULT;
700         return __bitmap_parselist((const char __force *)ubuf,
701                                         ulen, 1, maskp, nmaskbits);
702 }
703 EXPORT_SYMBOL(bitmap_parselist_user);
704
705
706 /**
707  * bitmap_pos_to_ord - find ordinal of set bit at given position in bitmap
708  *      @buf: pointer to a bitmap
709  *      @pos: a bit position in @buf (0 <= @pos < @bits)
710  *      @bits: number of valid bit positions in @buf
711  *
712  * Map the bit at position @pos in @buf (of length @bits) to the
713  * ordinal of which set bit it is.  If it is not set or if @pos
714  * is not a valid bit position, map to -1.
715  *
716  * If for example, just bits 4 through 7 are set in @buf, then @pos
717  * values 4 through 7 will get mapped to 0 through 3, respectively,
718  * and other @pos values will get mapped to 0.  When @pos value 7
719  * gets mapped to (returns) @ord value 3 in this example, that means
720  * that bit 7 is the 3rd (starting with 0th) set bit in @buf.
721  *
722  * The bit positions 0 through @bits are valid positions in @buf.
723  */
724 static int bitmap_pos_to_ord(const unsigned long *buf, int pos, int bits)
725 {
726         int i, ord;
727
728         if (pos < 0 || pos >= bits || !test_bit(pos, buf))
729                 return -1;
730
731         i = find_first_bit(buf, bits);
732         ord = 0;
733         while (i < pos) {
734                 i = find_next_bit(buf, bits, i + 1);
735                 ord++;
736         }
737         BUG_ON(i != pos);
738
739         return ord;
740 }
741
742 /**
743  * bitmap_ord_to_pos - find position of n-th set bit in bitmap
744  *      @buf: pointer to bitmap
745  *      @ord: ordinal bit position (n-th set bit, n >= 0)
746  *      @bits: number of valid bit positions in @buf
747  *
748  * Map the ordinal offset of bit @ord in @buf to its position in @buf.
749  * Value of @ord should be in range 0 <= @ord < weight(buf), else
750  * results are undefined.
751  *
752  * If for example, just bits 4 through 7 are set in @buf, then @ord
753  * values 0 through 3 will get mapped to 4 through 7, respectively,
754  * and all other @ord values return undefined values.  When @ord value 3
755  * gets mapped to (returns) @pos value 7 in this example, that means
756  * that the 3rd set bit (starting with 0th) is at position 7 in @buf.
757  *
758  * The bit positions 0 through @bits are valid positions in @buf.
759  */
760 int bitmap_ord_to_pos(const unsigned long *buf, int ord, int bits)
761 {
762         int pos = 0;
763
764         if (ord >= 0 && ord < bits) {
765                 int i;
766
767                 for (i = find_first_bit(buf, bits);
768                      i < bits && ord > 0;
769                      i = find_next_bit(buf, bits, i + 1))
770                         ord--;
771                 if (i < bits && ord == 0)
772                         pos = i;
773         }
774
775         return pos;
776 }
777
778 /**
779  * bitmap_remap - Apply map defined by a pair of bitmaps to another bitmap
780  *      @dst: remapped result
781  *      @src: subset to be remapped
782  *      @old: defines domain of map
783  *      @new: defines range of map
784  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
785  *
786  * Let @old and @new define a mapping of bit positions, such that
787  * whatever position is held by the n-th set bit in @old is mapped
788  * to the n-th set bit in @new.  In the more general case, allowing
789  * for the possibility that the weight 'w' of @new is less than the
790  * weight of @old, map the position of the n-th set bit in @old to
791  * the position of the m-th set bit in @new, where m == n % w.
792  *
793  * If either of the @old and @new bitmaps are empty, or if @src and
794  * @dst point to the same location, then this routine copies @src
795  * to @dst.
796  *
797  * The positions of unset bits in @old are mapped to themselves
798  * (the identify map).
799  *
800  * Apply the above specified mapping to @src, placing the result in
801  * @dst, clearing any bits previously set in @dst.
802  *
803  * For example, lets say that @old has bits 4 through 7 set, and
804  * @new has bits 12 through 15 set.  This defines the mapping of bit
805  * position 4 to 12, 5 to 13, 6 to 14 and 7 to 15, and of all other
806  * bit positions unchanged.  So if say @src comes into this routine
807  * with bits 1, 5 and 7 set, then @dst should leave with bits 1,
808  * 13 and 15 set.
809  */
810 void bitmap_remap(unsigned long *dst, const unsigned long *src,
811                 const unsigned long *old, const unsigned long *new,
812                 int bits)
813 {
814         int oldbit, w;
815
816         if (dst == src)         /* following doesn't handle inplace remaps */
817                 return;
818         bitmap_zero(dst, bits);
819
820         w = bitmap_weight(new, bits);
821         for_each_set_bit(oldbit, src, bits) {
822                 int n = bitmap_pos_to_ord(old, oldbit, bits);
823
824                 if (n < 0 || w == 0)
825                         set_bit(oldbit, dst);   /* identity map */
826                 else
827                         set_bit(bitmap_ord_to_pos(new, n % w, bits), dst);
828         }
829 }
830 EXPORT_SYMBOL(bitmap_remap);
831
832 /**
833  * bitmap_bitremap - Apply map defined by a pair of bitmaps to a single bit
834  *      @oldbit: bit position to be mapped
835  *      @old: defines domain of map
836  *      @new: defines range of map
837  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
838  *
839  * Let @old and @new define a mapping of bit positions, such that
840  * whatever position is held by the n-th set bit in @old is mapped
841  * to the n-th set bit in @new.  In the more general case, allowing
842  * for the possibility that the weight 'w' of @new is less than the
843  * weight of @old, map the position of the n-th set bit in @old to
844  * the position of the m-th set bit in @new, where m == n % w.
845  *
846  * The positions of unset bits in @old are mapped to themselves
847  * (the identify map).
848  *
849  * Apply the above specified mapping to bit position @oldbit, returning
850  * the new bit position.
851  *
852  * For example, lets say that @old has bits 4 through 7 set, and
853  * @new has bits 12 through 15 set.  This defines the mapping of bit
854  * position 4 to 12, 5 to 13, 6 to 14 and 7 to 15, and of all other
855  * bit positions unchanged.  So if say @oldbit is 5, then this routine
856  * returns 13.
857  */
858 int bitmap_bitremap(int oldbit, const unsigned long *old,
859                                 const unsigned long *new, int bits)
860 {
861         int w = bitmap_weight(new, bits);
862         int n = bitmap_pos_to_ord(old, oldbit, bits);
863         if (n < 0 || w == 0)
864                 return oldbit;
865         else
866                 return bitmap_ord_to_pos(new, n % w, bits);
867 }
868 EXPORT_SYMBOL(bitmap_bitremap);
869
870 /**
871  * bitmap_onto - translate one bitmap relative to another
872  *      @dst: resulting translated bitmap
873  *      @orig: original untranslated bitmap
874  *      @relmap: bitmap relative to which translated
875  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
876  *
877  * Set the n-th bit of @dst iff there exists some m such that the
878  * n-th bit of @relmap is set, the m-th bit of @orig is set, and
879  * the n-th bit of @relmap is also the m-th _set_ bit of @relmap.
880  * (If you understood the previous sentence the first time your
881  * read it, you're overqualified for your current job.)
882  *
883  * In other words, @orig is mapped onto (surjectively) @dst,
884  * using the the map { <n, m> | the n-th bit of @relmap is the
885  * m-th set bit of @relmap }.
886  *
887  * Any set bits in @orig above bit number W, where W is the
888  * weight of (number of set bits in) @relmap are mapped nowhere.
889  * In particular, if for all bits m set in @orig, m >= W, then
890  * @dst will end up empty.  In situations where the possibility
891  * of such an empty result is not desired, one way to avoid it is
892  * to use the bitmap_fold() operator, below, to first fold the
893  * @orig bitmap over itself so that all its set bits x are in the
894  * range 0 <= x < W.  The bitmap_fold() operator does this by
895  * setting the bit (m % W) in @dst, for each bit (m) set in @orig.
896  *
897  * Example [1] for bitmap_onto():
898  *  Let's say @relmap has bits 30-39 set, and @orig has bits
899  *  1, 3, 5, 7, 9 and 11 set.  Then on return from this routine,
900  *  @dst will have bits 31, 33, 35, 37 and 39 set.
901  *
902  *  When bit 0 is set in @orig, it means turn on the bit in
903  *  @dst corresponding to whatever is the first bit (if any)
904  *  that is turned on in @relmap.  Since bit 0 was off in the
905  *  above example, we leave off that bit (bit 30) in @dst.
906  *
907  *  When bit 1 is set in @orig (as in the above example), it
908  *  means turn on the bit in @dst corresponding to whatever
909  *  is the second bit that is turned on in @relmap.  The second
910  *  bit in @relmap that was turned on in the above example was
911  *  bit 31, so we turned on bit 31 in @dst.
912  *
913  *  Similarly, we turned on bits 33, 35, 37 and 39 in @dst,
914  *  because they were the 4th, 6th, 8th and 10th set bits
915  *  set in @relmap, and the 4th, 6th, 8th and 10th bits of
916  *  @orig (i.e. bits 3, 5, 7 and 9) were also set.
917  *
918  *  When bit 11 is set in @orig, it means turn on the bit in
919  *  @dst corresponding to whatever is the twelfth bit that is
920  *  turned on in @relmap.  In the above example, there were
921  *  only ten bits turned on in @relmap (30..39), so that bit
922  *  11 was set in @orig had no affect on @dst.
923  *
924  * Example [2] for bitmap_fold() + bitmap_onto():
925  *  Let's say @relmap has these ten bits set:
926  *              40 41 42 43 45 48 53 61 74 95
927  *  (for the curious, that's 40 plus the first ten terms of the
928  *  Fibonacci sequence.)
929  *
930  *  Further lets say we use the following code, invoking
931  *  bitmap_fold() then bitmap_onto, as suggested above to
932  *  avoid the possitility of an empty @dst result:
933  *
934  *      unsigned long *tmp;     // a temporary bitmap's bits
935  *
936  *      bitmap_fold(tmp, orig, bitmap_weight(relmap, bits), bits);
937  *      bitmap_onto(dst, tmp, relmap, bits);
938  *
939  *  Then this table shows what various values of @dst would be, for
940  *  various @orig's.  I list the zero-based positions of each set bit.
941  *  The tmp column shows the intermediate result, as computed by
942  *  using bitmap_fold() to fold the @orig bitmap modulo ten
943  *  (the weight of @relmap).
944  *
945  *      @orig           tmp            @dst
946  *      0                0             40
947  *      1                1             41
948  *      9                9             95
949  *      10               0             40 (*)
950  *      1 3 5 7          1 3 5 7       41 43 48 61
951  *      0 1 2 3 4        0 1 2 3 4     40 41 42 43 45
952  *      0 9 18 27        0 9 8 7       40 61 74 95
953  *      0 10 20 30       0             40
954  *      0 11 22 33       0 1 2 3       40 41 42 43
955  *      0 12 24 36       0 2 4 6       40 42 45 53
956  *      78 102 211       1 2 8         41 42 74 (*)
957  *
958  * (*) For these marked lines, if we hadn't first done bitmap_fold()
959  *     into tmp, then the @dst result would have been empty.
960  *
961  * If either of @orig or @relmap is empty (no set bits), then @dst
962  * will be returned empty.
963  *
964  * If (as explained above) the only set bits in @orig are in positions
965  * m where m >= W, (where W is the weight of @relmap) then @dst will
966  * once again be returned empty.
967  *
968  * All bits in @dst not set by the above rule are cleared.
969  */
970 void bitmap_onto(unsigned long *dst, const unsigned long *orig,
971                         const unsigned long *relmap, int bits)
972 {
973         int n, m;               /* same meaning as in above comment */
974
975         if (dst == orig)        /* following doesn't handle inplace mappings */
976                 return;
977         bitmap_zero(dst, bits);
978
979         /*
980          * The following code is a more efficient, but less
981          * obvious, equivalent to the loop:
982          *      for (m = 0; m < bitmap_weight(relmap, bits); m++) {
983          *              n = bitmap_ord_to_pos(orig, m, bits);
984          *              if (test_bit(m, orig))
985          *                      set_bit(n, dst);
986          *      }
987          */
988
989         m = 0;
990         for_each_set_bit(n, relmap, bits) {
991                 /* m == bitmap_pos_to_ord(relmap, n, bits) */
992                 if (test_bit(m, orig))
993                         set_bit(n, dst);
994                 m++;
995         }
996 }
997 EXPORT_SYMBOL(bitmap_onto);
998
999 /**
1000  * bitmap_fold - fold larger bitmap into smaller, modulo specified size
1001  *      @dst: resulting smaller bitmap
1002  *      @orig: original larger bitmap
1003  *      @sz: specified size
1004  *      @bits: number of bits in each of these bitmaps
1005  *
1006  * For each bit oldbit in @orig, set bit oldbit mod @sz in @dst.
1007  * Clear all other bits in @dst.  See further the comment and
1008  * Example [2] for bitmap_onto() for why and how to use this.
1009  */
1010 void bitmap_fold(unsigned long *dst, const unsigned long *orig,
1011                         int sz, int bits)
1012 {
1013         int oldbit;
1014
1015         if (dst == orig)        /* following doesn't handle inplace mappings */
1016                 return;
1017         bitmap_zero(dst, bits);
1018
1019         for_each_set_bit(oldbit, orig, bits)
1020                 set_bit(oldbit % sz, dst);
1021 }
1022 EXPORT_SYMBOL(bitmap_fold);
1023
1024 /*
1025  * Common code for bitmap_*_region() routines.
1026  *      bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1027  *      pos: the beginning of the region
1028  *      order: region size (log base 2 of number of bits)
1029  *      reg_op: operation(s) to perform on that region of bitmap
1030  *
1031  * Can set, verify and/or release a region of bits in a bitmap,
1032  * depending on which combination of REG_OP_* flag bits is set.
1033  *
1034  * A region of a bitmap is a sequence of bits in the bitmap, of
1035  * some size '1 << order' (a power of two), aligned to that same
1036  * '1 << order' power of two.
1037  *
1038  * Returns 1 if REG_OP_ISFREE succeeds (region is all zero bits).
1039  * Returns 0 in all other cases and reg_ops.
1040  */
1041
1042 enum {
1043         REG_OP_ISFREE,          /* true if region is all zero bits */
1044         REG_OP_ALLOC,           /* set all bits in region */
1045         REG_OP_RELEASE,         /* clear all bits in region */
1046 };
1047
1048 static int __reg_op(unsigned long *bitmap, int pos, int order, int reg_op)
1049 {
1050         int nbits_reg;          /* number of bits in region */
1051         int index;              /* index first long of region in bitmap */
1052         int offset;             /* bit offset region in bitmap[index] */
1053         int nlongs_reg;         /* num longs spanned by region in bitmap */
1054         int nbitsinlong;        /* num bits of region in each spanned long */
1055         unsigned long mask;     /* bitmask for one long of region */
1056         int i;                  /* scans bitmap by longs */
1057         int ret = 0;            /* return value */
1058
1059         /*
1060          * Either nlongs_reg == 1 (for small orders that fit in one long)
1061          * or (offset == 0 && mask == ~0UL) (for larger multiword orders.)
1062          */
1063         nbits_reg = 1 << order;
1064         index = pos / BITS_PER_LONG;
1065         offset = pos - (index * BITS_PER_LONG);
1066         nlongs_reg = BITS_TO_LONGS(nbits_reg);
1067         nbitsinlong = min(nbits_reg,  BITS_PER_LONG);
1068
1069         /*
1070          * Can't do "mask = (1UL << nbitsinlong) - 1", as that
1071          * overflows if nbitsinlong == BITS_PER_LONG.
1072          */
1073         mask = (1UL << (nbitsinlong - 1));
1074         mask += mask - 1;
1075         mask <<= offset;
1076
1077         switch (reg_op) {
1078         case REG_OP_ISFREE:
1079                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++) {
1080                         if (bitmap[index + i] & mask)
1081                                 goto done;
1082                 }
1083                 ret = 1;        /* all bits in region free (zero) */
1084                 break;
1085
1086         case REG_OP_ALLOC:
1087                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++)
1088                         bitmap[index + i] |= mask;
1089                 break;
1090
1091         case REG_OP_RELEASE:
1092                 for (i = 0; i < nlongs_reg; i++)
1093                         bitmap[index + i] &= ~mask;
1094                 break;
1095         }
1096 done:
1097         return ret;
1098 }
1099
1100 /**
1101  * bitmap_find_free_region - find a contiguous aligned mem region
1102  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1103  *      @bits: number of bits in the bitmap
1104  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to find
1105  *
1106  * Find a region of free (zero) bits in a @bitmap of @bits bits and
1107  * allocate them (set them to one).  Only consider regions of length
1108  * a power (@order) of two, aligned to that power of two, which
1109  * makes the search algorithm much faster.
1110  *
1111  * Return the bit offset in bitmap of the allocated region,
1112  * or -errno on failure.
1113  */
1114 int bitmap_find_free_region(unsigned long *bitmap, int bits, int order)
1115 {
1116         int pos, end;           /* scans bitmap by regions of size order */
1117
1118         for (pos = 0 ; (end = pos + (1 << order)) <= bits; pos = end) {
1119                 if (!__reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ISFREE))
1120                         continue;
1121                 __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ALLOC);
1122                 return pos;
1123         }
1124         return -ENOMEM;
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL(bitmap_find_free_region);
1127
1128 /**
1129  * bitmap_release_region - release allocated bitmap region
1130  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1131  *      @pos: beginning of bit region to release
1132  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to release
1133  *
1134  * This is the complement to __bitmap_find_free_region() and releases
1135  * the found region (by clearing it in the bitmap).
1136  *
1137  * No return value.
1138  */
1139 void bitmap_release_region(unsigned long *bitmap, int pos, int order)
1140 {
1141         __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_RELEASE);
1142 }
1143 EXPORT_SYMBOL(bitmap_release_region);
1144
1145 /**
1146  * bitmap_allocate_region - allocate bitmap region
1147  *      @bitmap: array of unsigned longs corresponding to the bitmap
1148  *      @pos: beginning of bit region to allocate
1149  *      @order: region size (log base 2 of number of bits) to allocate
1150  *
1151  * Allocate (set bits in) a specified region of a bitmap.
1152  *
1153  * Return 0 on success, or %-EBUSY if specified region wasn't
1154  * free (not all bits were zero).
1155  */
1156 int bitmap_allocate_region(unsigned long *bitmap, int pos, int order)
1157 {
1158         if (!__reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ISFREE))
1159                 return -EBUSY;
1160         __reg_op(bitmap, pos, order, REG_OP_ALLOC);
1161         return 0;
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL(bitmap_allocate_region);
1164
1165 /**
1166  * bitmap_copy_le - copy a bitmap, putting the bits into little-endian order.
1167  * @dst:   destination buffer
1168  * @src:   bitmap to copy
1169  * @nbits: number of bits in the bitmap
1170  *
1171  * Require nbits % BITS_PER_LONG == 0.
1172  */
1173 void bitmap_copy_le(void *dst, const unsigned long *src, int nbits)
1174 {
1175         unsigned long *d = dst;
1176         int i;
1177
1178         for (i = 0; i < nbits/BITS_PER_LONG; i++) {
1179                 if (BITS_PER_LONG == 64)
1180                         d[i] = cpu_to_le64(src[i]);
1181                 else
1182                         d[i] = cpu_to_le32(src[i]);
1183         }
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL(bitmap_copy_le);