maple_tree: mas_anode_descend() clang-analyzer cleanup
[platform/kernel/linux-starfive.git] / lib / maple_tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Maple Tree implementation
4  * Copyright (c) 2018-2022 Oracle Corporation
5  * Authors: Liam R. Howlett <Liam.Howlett@oracle.com>
6  *          Matthew Wilcox <willy@infradead.org>
7  */
8
9 /*
10  * DOC: Interesting implementation details of the Maple Tree
11  *
12  * Each node type has a number of slots for entries and a number of slots for
13  * pivots.  In the case of dense nodes, the pivots are implied by the position
14  * and are simply the slot index + the minimum of the node.
15  *
16  * In regular B-Tree terms, pivots are called keys.  The term pivot is used to
17  * indicate that the tree is specifying ranges,  Pivots may appear in the
18  * subtree with an entry attached to the value where as keys are unique to a
19  * specific position of a B-tree.  Pivot values are inclusive of the slot with
20  * the same index.
21  *
22  *
23  * The following illustrates the layout of a range64 nodes slots and pivots.
24  *
25  *
26  *  Slots -> | 0 | 1 | 2 | ... | 12 | 13 | 14 | 15 |
27  *           ┬   ┬   ┬   ┬     ┬    ┬    ┬    ┬    ┬
28  *           │   │   │   │     │    │    │    │    └─ Implied maximum
29  *           │   │   │   │     │    │    │    └─ Pivot 14
30  *           │   │   │   │     │    │    └─ Pivot 13
31  *           │   │   │   │     │    └─ Pivot 12
32  *           │   │   │   │     └─ Pivot 11
33  *           │   │   │   └─ Pivot 2
34  *           │   │   └─ Pivot 1
35  *           │   └─ Pivot 0
36  *           └─  Implied minimum
37  *
38  * Slot contents:
39  *  Internal (non-leaf) nodes contain pointers to other nodes.
40  *  Leaf nodes contain entries.
41  *
42  * The location of interest is often referred to as an offset.  All offsets have
43  * a slot, but the last offset has an implied pivot from the node above (or
44  * UINT_MAX for the root node.
45  *
46  * Ranges complicate certain write activities.  When modifying any of
47  * the B-tree variants, it is known that one entry will either be added or
48  * deleted.  When modifying the Maple Tree, one store operation may overwrite
49  * the entire data set, or one half of the tree, or the middle half of the tree.
50  *
51  */
52
53
54 #include <linux/maple_tree.h>
55 #include <linux/xarray.h>
56 #include <linux/types.h>
57 #include <linux/export.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/limits.h>
60 #include <asm/barrier.h>
61
62 #define CREATE_TRACE_POINTS
63 #include <trace/events/maple_tree.h>
64
65 #define MA_ROOT_PARENT 1
66
67 /*
68  * Maple state flags
69  * * MA_STATE_BULK              - Bulk insert mode
70  * * MA_STATE_REBALANCE         - Indicate a rebalance during bulk insert
71  * * MA_STATE_PREALLOC          - Preallocated nodes, WARN_ON allocation
72  */
73 #define MA_STATE_BULK           1
74 #define MA_STATE_REBALANCE      2
75 #define MA_STATE_PREALLOC       4
76
77 #define ma_parent_ptr(x) ((struct maple_pnode *)(x))
78 #define ma_mnode_ptr(x) ((struct maple_node *)(x))
79 #define ma_enode_ptr(x) ((struct maple_enode *)(x))
80 static struct kmem_cache *maple_node_cache;
81
82 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
83 static const unsigned long mt_max[] = {
84         [maple_dense]           = MAPLE_NODE_SLOTS,
85         [maple_leaf_64]         = ULONG_MAX,
86         [maple_range_64]        = ULONG_MAX,
87         [maple_arange_64]       = ULONG_MAX,
88 };
89 #define mt_node_max(x) mt_max[mte_node_type(x)]
90 #endif
91
92 static const unsigned char mt_slots[] = {
93         [maple_dense]           = MAPLE_NODE_SLOTS,
94         [maple_leaf_64]         = MAPLE_RANGE64_SLOTS,
95         [maple_range_64]        = MAPLE_RANGE64_SLOTS,
96         [maple_arange_64]       = MAPLE_ARANGE64_SLOTS,
97 };
98 #define mt_slot_count(x) mt_slots[mte_node_type(x)]
99
100 static const unsigned char mt_pivots[] = {
101         [maple_dense]           = 0,
102         [maple_leaf_64]         = MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1,
103         [maple_range_64]        = MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1,
104         [maple_arange_64]       = MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 1,
105 };
106 #define mt_pivot_count(x) mt_pivots[mte_node_type(x)]
107
108 static const unsigned char mt_min_slots[] = {
109         [maple_dense]           = MAPLE_NODE_SLOTS / 2,
110         [maple_leaf_64]         = (MAPLE_RANGE64_SLOTS / 2) - 2,
111         [maple_range_64]        = (MAPLE_RANGE64_SLOTS / 2) - 2,
112         [maple_arange_64]       = (MAPLE_ARANGE64_SLOTS / 2) - 1,
113 };
114 #define mt_min_slot_count(x) mt_min_slots[mte_node_type(x)]
115
116 #define MAPLE_BIG_NODE_SLOTS    (MAPLE_RANGE64_SLOTS * 2 + 2)
117 #define MAPLE_BIG_NODE_GAPS     (MAPLE_ARANGE64_SLOTS * 2 + 1)
118
119 struct maple_big_node {
120         struct maple_pnode *parent;
121         unsigned long pivot[MAPLE_BIG_NODE_SLOTS - 1];
122         union {
123                 struct maple_enode *slot[MAPLE_BIG_NODE_SLOTS];
124                 struct {
125                         unsigned long padding[MAPLE_BIG_NODE_GAPS];
126                         unsigned long gap[MAPLE_BIG_NODE_GAPS];
127                 };
128         };
129         unsigned char b_end;
130         enum maple_type type;
131 };
132
133 /*
134  * The maple_subtree_state is used to build a tree to replace a segment of an
135  * existing tree in a more atomic way.  Any walkers of the older tree will hit a
136  * dead node and restart on updates.
137  */
138 struct maple_subtree_state {
139         struct ma_state *orig_l;        /* Original left side of subtree */
140         struct ma_state *orig_r;        /* Original right side of subtree */
141         struct ma_state *l;             /* New left side of subtree */
142         struct ma_state *m;             /* New middle of subtree (rare) */
143         struct ma_state *r;             /* New right side of subtree */
144         struct ma_topiary *free;        /* nodes to be freed */
145         struct ma_topiary *destroy;     /* Nodes to be destroyed (walked and freed) */
146         struct maple_big_node *bn;
147 };
148
149 /* Functions */
150 static inline struct maple_node *mt_alloc_one(gfp_t gfp)
151 {
152         return kmem_cache_alloc(maple_node_cache, gfp | __GFP_ZERO);
153 }
154
155 static inline int mt_alloc_bulk(gfp_t gfp, size_t size, void **nodes)
156 {
157         return kmem_cache_alloc_bulk(maple_node_cache, gfp | __GFP_ZERO, size,
158                                      nodes);
159 }
160
161 static inline void mt_free_bulk(size_t size, void __rcu **nodes)
162 {
163         kmem_cache_free_bulk(maple_node_cache, size, (void **)nodes);
164 }
165
166 static void mt_free_rcu(struct rcu_head *head)
167 {
168         struct maple_node *node = container_of(head, struct maple_node, rcu);
169
170         kmem_cache_free(maple_node_cache, node);
171 }
172
173 /*
174  * ma_free_rcu() - Use rcu callback to free a maple node
175  * @node: The node to free
176  *
177  * The maple tree uses the parent pointer to indicate this node is no longer in
178  * use and will be freed.
179  */
180 static void ma_free_rcu(struct maple_node *node)
181 {
182         node->parent = ma_parent_ptr(node);
183         call_rcu(&node->rcu, mt_free_rcu);
184 }
185
186 static unsigned int mt_height(const struct maple_tree *mt)
187 {
188         return (mt->ma_flags & MT_FLAGS_HEIGHT_MASK) >> MT_FLAGS_HEIGHT_OFFSET;
189 }
190
191 static void mas_set_height(struct ma_state *mas)
192 {
193         unsigned int new_flags = mas->tree->ma_flags;
194
195         new_flags &= ~MT_FLAGS_HEIGHT_MASK;
196         BUG_ON(mas->depth > MAPLE_HEIGHT_MAX);
197         new_flags |= mas->depth << MT_FLAGS_HEIGHT_OFFSET;
198         mas->tree->ma_flags = new_flags;
199 }
200
201 static unsigned int mas_mt_height(struct ma_state *mas)
202 {
203         return mt_height(mas->tree);
204 }
205
206 static inline enum maple_type mte_node_type(const struct maple_enode *entry)
207 {
208         return ((unsigned long)entry >> MAPLE_NODE_TYPE_SHIFT) &
209                 MAPLE_NODE_TYPE_MASK;
210 }
211
212 static inline bool ma_is_dense(const enum maple_type type)
213 {
214         return type < maple_leaf_64;
215 }
216
217 static inline bool ma_is_leaf(const enum maple_type type)
218 {
219         return type < maple_range_64;
220 }
221
222 static inline bool mte_is_leaf(const struct maple_enode *entry)
223 {
224         return ma_is_leaf(mte_node_type(entry));
225 }
226
227 /*
228  * We also reserve values with the bottom two bits set to '10' which are
229  * below 4096
230  */
231 static inline bool mt_is_reserved(const void *entry)
232 {
233         return ((unsigned long)entry < MAPLE_RESERVED_RANGE) &&
234                 xa_is_internal(entry);
235 }
236
237 static inline void mas_set_err(struct ma_state *mas, long err)
238 {
239         mas->node = MA_ERROR(err);
240 }
241
242 static inline bool mas_is_ptr(struct ma_state *mas)
243 {
244         return mas->node == MAS_ROOT;
245 }
246
247 static inline bool mas_is_start(struct ma_state *mas)
248 {
249         return mas->node == MAS_START;
250 }
251
252 bool mas_is_err(struct ma_state *mas)
253 {
254         return xa_is_err(mas->node);
255 }
256
257 static inline bool mas_searchable(struct ma_state *mas)
258 {
259         if (mas_is_none(mas))
260                 return false;
261
262         if (mas_is_ptr(mas))
263                 return false;
264
265         return true;
266 }
267
268 static inline struct maple_node *mte_to_node(const struct maple_enode *entry)
269 {
270         return (struct maple_node *)((unsigned long)entry & ~MAPLE_NODE_MASK);
271 }
272
273 /*
274  * mte_to_mat() - Convert a maple encoded node to a maple topiary node.
275  * @entry: The maple encoded node
276  *
277  * Return: a maple topiary pointer
278  */
279 static inline struct maple_topiary *mte_to_mat(const struct maple_enode *entry)
280 {
281         return (struct maple_topiary *)
282                 ((unsigned long)entry & ~MAPLE_NODE_MASK);
283 }
284
285 /*
286  * mas_mn() - Get the maple state node.
287  * @mas: The maple state
288  *
289  * Return: the maple node (not encoded - bare pointer).
290  */
291 static inline struct maple_node *mas_mn(const struct ma_state *mas)
292 {
293         return mte_to_node(mas->node);
294 }
295
296 /*
297  * mte_set_node_dead() - Set a maple encoded node as dead.
298  * @mn: The maple encoded node.
299  */
300 static inline void mte_set_node_dead(struct maple_enode *mn)
301 {
302         mte_to_node(mn)->parent = ma_parent_ptr(mte_to_node(mn));
303         smp_wmb(); /* Needed for RCU */
304 }
305
306 /* Bit 1 indicates the root is a node */
307 #define MAPLE_ROOT_NODE                 0x02
308 /* maple_type stored bit 3-6 */
309 #define MAPLE_ENODE_TYPE_SHIFT          0x03
310 /* Bit 2 means a NULL somewhere below */
311 #define MAPLE_ENODE_NULL                0x04
312
313 static inline struct maple_enode *mt_mk_node(const struct maple_node *node,
314                                              enum maple_type type)
315 {
316         return (void *)((unsigned long)node |
317                         (type << MAPLE_ENODE_TYPE_SHIFT) | MAPLE_ENODE_NULL);
318 }
319
320 static inline void *mte_mk_root(const struct maple_enode *node)
321 {
322         return (void *)((unsigned long)node | MAPLE_ROOT_NODE);
323 }
324
325 static inline void *mte_safe_root(const struct maple_enode *node)
326 {
327         return (void *)((unsigned long)node & ~MAPLE_ROOT_NODE);
328 }
329
330 static inline void mte_set_full(const struct maple_enode *node)
331 {
332         node = (void *)((unsigned long)node & ~MAPLE_ENODE_NULL);
333 }
334
335 static inline void mte_clear_full(const struct maple_enode *node)
336 {
337         node = (void *)((unsigned long)node | MAPLE_ENODE_NULL);
338 }
339
340 static inline bool ma_is_root(struct maple_node *node)
341 {
342         return ((unsigned long)node->parent & MA_ROOT_PARENT);
343 }
344
345 static inline bool mte_is_root(const struct maple_enode *node)
346 {
347         return ma_is_root(mte_to_node(node));
348 }
349
350 static inline bool mas_is_root_limits(const struct ma_state *mas)
351 {
352         return !mas->min && mas->max == ULONG_MAX;
353 }
354
355 static inline bool mt_is_alloc(struct maple_tree *mt)
356 {
357         return (mt->ma_flags & MT_FLAGS_ALLOC_RANGE);
358 }
359
360 /*
361  * The Parent Pointer
362  * Excluding root, the parent pointer is 256B aligned like all other tree nodes.
363  * When storing a 32 or 64 bit values, the offset can fit into 5 bits.  The 16
364  * bit values need an extra bit to store the offset.  This extra bit comes from
365  * a reuse of the last bit in the node type.  This is possible by using bit 1 to
366  * indicate if bit 2 is part of the type or the slot.
367  *
368  * Note types:
369  *  0x??1 = Root
370  *  0x?00 = 16 bit nodes
371  *  0x010 = 32 bit nodes
372  *  0x110 = 64 bit nodes
373  *
374  * Slot size and alignment
375  *  0b??1 : Root
376  *  0b?00 : 16 bit values, type in 0-1, slot in 2-7
377  *  0b010 : 32 bit values, type in 0-2, slot in 3-7
378  *  0b110 : 64 bit values, type in 0-2, slot in 3-7
379  */
380
381 #define MAPLE_PARENT_ROOT               0x01
382
383 #define MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT         0x03
384 #define MAPLE_PARENT_SLOT_MASK          0xF8
385
386 #define MAPLE_PARENT_16B_SLOT_SHIFT     0x02
387 #define MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK      0xFC
388
389 #define MAPLE_PARENT_RANGE64            0x06
390 #define MAPLE_PARENT_RANGE32            0x04
391 #define MAPLE_PARENT_NOT_RANGE16        0x02
392
393 /*
394  * mte_parent_shift() - Get the parent shift for the slot storage.
395  * @parent: The parent pointer cast as an unsigned long
396  * Return: The shift into that pointer to the star to of the slot
397  */
398 static inline unsigned long mte_parent_shift(unsigned long parent)
399 {
400         /* Note bit 1 == 0 means 16B */
401         if (likely(parent & MAPLE_PARENT_NOT_RANGE16))
402                 return MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT;
403
404         return MAPLE_PARENT_16B_SLOT_SHIFT;
405 }
406
407 /*
408  * mte_parent_slot_mask() - Get the slot mask for the parent.
409  * @parent: The parent pointer cast as an unsigned long.
410  * Return: The slot mask for that parent.
411  */
412 static inline unsigned long mte_parent_slot_mask(unsigned long parent)
413 {
414         /* Note bit 1 == 0 means 16B */
415         if (likely(parent & MAPLE_PARENT_NOT_RANGE16))
416                 return MAPLE_PARENT_SLOT_MASK;
417
418         return MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK;
419 }
420
421 /*
422  * mas_parent_enum() - Return the maple_type of the parent from the stored
423  * parent type.
424  * @mas: The maple state
425  * @node: The maple_enode to extract the parent's enum
426  * Return: The node->parent maple_type
427  */
428 static inline
429 enum maple_type mte_parent_enum(struct maple_enode *p_enode,
430                                 struct maple_tree *mt)
431 {
432         unsigned long p_type;
433
434         p_type = (unsigned long)p_enode;
435         if (p_type & MAPLE_PARENT_ROOT)
436                 return 0; /* Validated in the caller. */
437
438         p_type &= MAPLE_NODE_MASK;
439         p_type = p_type & ~(MAPLE_PARENT_ROOT | mte_parent_slot_mask(p_type));
440
441         switch (p_type) {
442         case MAPLE_PARENT_RANGE64: /* or MAPLE_PARENT_ARANGE64 */
443                 if (mt_is_alloc(mt))
444                         return maple_arange_64;
445                 return maple_range_64;
446         }
447
448         return 0;
449 }
450
451 static inline
452 enum maple_type mas_parent_enum(struct ma_state *mas, struct maple_enode *enode)
453 {
454         return mte_parent_enum(ma_enode_ptr(mte_to_node(enode)->parent), mas->tree);
455 }
456
457 /*
458  * mte_set_parent() - Set the parent node and encode the slot
459  * @enode: The encoded maple node.
460  * @parent: The encoded maple node that is the parent of @enode.
461  * @slot: The slot that @enode resides in @parent.
462  *
463  * Slot number is encoded in the enode->parent bit 3-6 or 2-6, depending on the
464  * parent type.
465  */
466 static inline
467 void mte_set_parent(struct maple_enode *enode, const struct maple_enode *parent,
468                     unsigned char slot)
469 {
470         unsigned long val = (unsigned long) parent;
471         unsigned long shift;
472         unsigned long type;
473         enum maple_type p_type = mte_node_type(parent);
474
475         BUG_ON(p_type == maple_dense);
476         BUG_ON(p_type == maple_leaf_64);
477
478         switch (p_type) {
479         case maple_range_64:
480         case maple_arange_64:
481                 shift = MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT;
482                 type = MAPLE_PARENT_RANGE64;
483                 break;
484         default:
485         case maple_dense:
486         case maple_leaf_64:
487                 shift = type = 0;
488                 break;
489         }
490
491         val &= ~MAPLE_NODE_MASK; /* Clear all node metadata in parent */
492         val |= (slot << shift) | type;
493         mte_to_node(enode)->parent = ma_parent_ptr(val);
494 }
495
496 /*
497  * mte_parent_slot() - get the parent slot of @enode.
498  * @enode: The encoded maple node.
499  *
500  * Return: The slot in the parent node where @enode resides.
501  */
502 static inline unsigned int mte_parent_slot(const struct maple_enode *enode)
503 {
504         unsigned long val = (unsigned long) mte_to_node(enode)->parent;
505
506         /* Root. */
507         if (val & 1)
508                 return 0;
509
510         /*
511          * Okay to use MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK as the last bit will be lost
512          * by shift if the parent shift is MAPLE_PARENT_SLOT_SHIFT
513          */
514         return (val & MAPLE_PARENT_16B_SLOT_MASK) >> mte_parent_shift(val);
515 }
516
517 /*
518  * mte_parent() - Get the parent of @node.
519  * @node: The encoded maple node.
520  *
521  * Return: The parent maple node.
522  */
523 static inline struct maple_node *mte_parent(const struct maple_enode *enode)
524 {
525         return (void *)((unsigned long)
526                         (mte_to_node(enode)->parent) & ~MAPLE_NODE_MASK);
527 }
528
529 /*
530  * ma_dead_node() - check if the @enode is dead.
531  * @enode: The encoded maple node
532  *
533  * Return: true if dead, false otherwise.
534  */
535 static inline bool ma_dead_node(const struct maple_node *node)
536 {
537         struct maple_node *parent = (void *)((unsigned long)
538                                              node->parent & ~MAPLE_NODE_MASK);
539
540         return (parent == node);
541 }
542 /*
543  * mte_dead_node() - check if the @enode is dead.
544  * @enode: The encoded maple node
545  *
546  * Return: true if dead, false otherwise.
547  */
548 static inline bool mte_dead_node(const struct maple_enode *enode)
549 {
550         struct maple_node *parent, *node;
551
552         node = mte_to_node(enode);
553         parent = mte_parent(enode);
554         return (parent == node);
555 }
556
557 /*
558  * mas_allocated() - Get the number of nodes allocated in a maple state.
559  * @mas: The maple state
560  *
561  * The ma_state alloc member is overloaded to hold a pointer to the first
562  * allocated node or to the number of requested nodes to allocate.  If bit 0 is
563  * set, then the alloc contains the number of requested nodes.  If there is an
564  * allocated node, then the total allocated nodes is in that node.
565  *
566  * Return: The total number of nodes allocated
567  */
568 static inline unsigned long mas_allocated(const struct ma_state *mas)
569 {
570         if (!mas->alloc || ((unsigned long)mas->alloc & 0x1))
571                 return 0;
572
573         return mas->alloc->total;
574 }
575
576 /*
577  * mas_set_alloc_req() - Set the requested number of allocations.
578  * @mas: the maple state
579  * @count: the number of allocations.
580  *
581  * The requested number of allocations is either in the first allocated node,
582  * located in @mas->alloc->request_count, or directly in @mas->alloc if there is
583  * no allocated node.  Set the request either in the node or do the necessary
584  * encoding to store in @mas->alloc directly.
585  */
586 static inline void mas_set_alloc_req(struct ma_state *mas, unsigned long count)
587 {
588         if (!mas->alloc || ((unsigned long)mas->alloc & 0x1)) {
589                 if (!count)
590                         mas->alloc = NULL;
591                 else
592                         mas->alloc = (struct maple_alloc *)(((count) << 1U) | 1U);
593                 return;
594         }
595
596         mas->alloc->request_count = count;
597 }
598
599 /*
600  * mas_alloc_req() - get the requested number of allocations.
601  * @mas: The maple state
602  *
603  * The alloc count is either stored directly in @mas, or in
604  * @mas->alloc->request_count if there is at least one node allocated.  Decode
605  * the request count if it's stored directly in @mas->alloc.
606  *
607  * Return: The allocation request count.
608  */
609 static inline unsigned int mas_alloc_req(const struct ma_state *mas)
610 {
611         if ((unsigned long)mas->alloc & 0x1)
612                 return (unsigned long)(mas->alloc) >> 1;
613         else if (mas->alloc)
614                 return mas->alloc->request_count;
615         return 0;
616 }
617
618 /*
619  * ma_pivots() - Get a pointer to the maple node pivots.
620  * @node - the maple node
621  * @type - the node type
622  *
623  * Return: A pointer to the maple node pivots
624  */
625 static inline unsigned long *ma_pivots(struct maple_node *node,
626                                            enum maple_type type)
627 {
628         switch (type) {
629         case maple_arange_64:
630                 return node->ma64.pivot;
631         case maple_range_64:
632         case maple_leaf_64:
633                 return node->mr64.pivot;
634         case maple_dense:
635                 return NULL;
636         }
637         return NULL;
638 }
639
640 /*
641  * ma_gaps() - Get a pointer to the maple node gaps.
642  * @node - the maple node
643  * @type - the node type
644  *
645  * Return: A pointer to the maple node gaps
646  */
647 static inline unsigned long *ma_gaps(struct maple_node *node,
648                                      enum maple_type type)
649 {
650         switch (type) {
651         case maple_arange_64:
652                 return node->ma64.gap;
653         case maple_range_64:
654         case maple_leaf_64:
655         case maple_dense:
656                 return NULL;
657         }
658         return NULL;
659 }
660
661 /*
662  * mte_pivot() - Get the pivot at @piv of the maple encoded node.
663  * @mn: The maple encoded node.
664  * @piv: The pivot.
665  *
666  * Return: the pivot at @piv of @mn.
667  */
668 static inline unsigned long mte_pivot(const struct maple_enode *mn,
669                                  unsigned char piv)
670 {
671         struct maple_node *node = mte_to_node(mn);
672
673         if (piv >= mt_pivots[piv]) {
674                 WARN_ON(1);
675                 return 0;
676         }
677         switch (mte_node_type(mn)) {
678         case maple_arange_64:
679                 return node->ma64.pivot[piv];
680         case maple_range_64:
681         case maple_leaf_64:
682                 return node->mr64.pivot[piv];
683         case maple_dense:
684                 return 0;
685         }
686         return 0;
687 }
688
689 /*
690  * mas_safe_pivot() - get the pivot at @piv or mas->max.
691  * @mas: The maple state
692  * @pivots: The pointer to the maple node pivots
693  * @piv: The pivot to fetch
694  * @type: The maple node type
695  *
696  * Return: The pivot at @piv within the limit of the @pivots array, @mas->max
697  * otherwise.
698  */
699 static inline unsigned long
700 mas_safe_pivot(const struct ma_state *mas, unsigned long *pivots,
701                unsigned char piv, enum maple_type type)
702 {
703         if (piv >= mt_pivots[type])
704                 return mas->max;
705
706         return pivots[piv];
707 }
708
709 /*
710  * mas_safe_min() - Return the minimum for a given offset.
711  * @mas: The maple state
712  * @pivots: The pointer to the maple node pivots
713  * @offset: The offset into the pivot array
714  *
715  * Return: The minimum range value that is contained in @offset.
716  */
717 static inline unsigned long
718 mas_safe_min(struct ma_state *mas, unsigned long *pivots, unsigned char offset)
719 {
720         if (likely(offset))
721                 return pivots[offset - 1] + 1;
722
723         return mas->min;
724 }
725
726 /*
727  * mas_logical_pivot() - Get the logical pivot of a given offset.
728  * @mas: The maple state
729  * @pivots: The pointer to the maple node pivots
730  * @offset: The offset into the pivot array
731  * @type: The maple node type
732  *
733  * When there is no value at a pivot (beyond the end of the data), then the
734  * pivot is actually @mas->max.
735  *
736  * Return: the logical pivot of a given @offset.
737  */
738 static inline unsigned long
739 mas_logical_pivot(struct ma_state *mas, unsigned long *pivots,
740                   unsigned char offset, enum maple_type type)
741 {
742         unsigned long lpiv = mas_safe_pivot(mas, pivots, offset, type);
743
744         if (likely(lpiv))
745                 return lpiv;
746
747         if (likely(offset))
748                 return mas->max;
749
750         return lpiv;
751 }
752
753 /*
754  * mte_set_pivot() - Set a pivot to a value in an encoded maple node.
755  * @mn: The encoded maple node
756  * @piv: The pivot offset
757  * @val: The value of the pivot
758  */
759 static inline void mte_set_pivot(struct maple_enode *mn, unsigned char piv,
760                                 unsigned long val)
761 {
762         struct maple_node *node = mte_to_node(mn);
763         enum maple_type type = mte_node_type(mn);
764
765         BUG_ON(piv >= mt_pivots[type]);
766         switch (type) {
767         default:
768         case maple_range_64:
769         case maple_leaf_64:
770                 node->mr64.pivot[piv] = val;
771                 break;
772         case maple_arange_64:
773                 node->ma64.pivot[piv] = val;
774                 break;
775         case maple_dense:
776                 break;
777         }
778
779 }
780
781 /*
782  * ma_slots() - Get a pointer to the maple node slots.
783  * @mn: The maple node
784  * @mt: The maple node type
785  *
786  * Return: A pointer to the maple node slots
787  */
788 static inline void __rcu **ma_slots(struct maple_node *mn, enum maple_type mt)
789 {
790         switch (mt) {
791         default:
792         case maple_arange_64:
793                 return mn->ma64.slot;
794         case maple_range_64:
795         case maple_leaf_64:
796                 return mn->mr64.slot;
797         case maple_dense:
798                 return mn->slot;
799         }
800 }
801
802 static inline bool mt_locked(const struct maple_tree *mt)
803 {
804         return mt_external_lock(mt) ? mt_lock_is_held(mt) :
805                 lockdep_is_held(&mt->ma_lock);
806 }
807
808 static inline void *mt_slot(const struct maple_tree *mt,
809                 void __rcu **slots, unsigned char offset)
810 {
811         return rcu_dereference_check(slots[offset], mt_locked(mt));
812 }
813
814 /*
815  * mas_slot_locked() - Get the slot value when holding the maple tree lock.
816  * @mas: The maple state
817  * @slots: The pointer to the slots
818  * @offset: The offset into the slots array to fetch
819  *
820  * Return: The entry stored in @slots at the @offset.
821  */
822 static inline void *mas_slot_locked(struct ma_state *mas, void __rcu **slots,
823                                        unsigned char offset)
824 {
825         return rcu_dereference_protected(slots[offset], mt_locked(mas->tree));
826 }
827
828 /*
829  * mas_slot() - Get the slot value when not holding the maple tree lock.
830  * @mas: The maple state
831  * @slots: The pointer to the slots
832  * @offset: The offset into the slots array to fetch
833  *
834  * Return: The entry stored in @slots at the @offset
835  */
836 static inline void *mas_slot(struct ma_state *mas, void __rcu **slots,
837                              unsigned char offset)
838 {
839         return mt_slot(mas->tree, slots, offset);
840 }
841
842 /*
843  * mas_root() - Get the maple tree root.
844  * @mas: The maple state.
845  *
846  * Return: The pointer to the root of the tree
847  */
848 static inline void *mas_root(struct ma_state *mas)
849 {
850         return rcu_dereference_check(mas->tree->ma_root, mt_locked(mas->tree));
851 }
852
853 static inline void *mt_root_locked(struct maple_tree *mt)
854 {
855         return rcu_dereference_protected(mt->ma_root, mt_locked(mt));
856 }
857
858 /*
859  * mas_root_locked() - Get the maple tree root when holding the maple tree lock.
860  * @mas: The maple state.
861  *
862  * Return: The pointer to the root of the tree
863  */
864 static inline void *mas_root_locked(struct ma_state *mas)
865 {
866         return mt_root_locked(mas->tree);
867 }
868
869 static inline struct maple_metadata *ma_meta(struct maple_node *mn,
870                                              enum maple_type mt)
871 {
872         switch (mt) {
873         case maple_arange_64:
874                 return &mn->ma64.meta;
875         default:
876                 return &mn->mr64.meta;
877         }
878 }
879
880 /*
881  * ma_set_meta() - Set the metadata information of a node.
882  * @mn: The maple node
883  * @mt: The maple node type
884  * @offset: The offset of the highest sub-gap in this node.
885  * @end: The end of the data in this node.
886  */
887 static inline void ma_set_meta(struct maple_node *mn, enum maple_type mt,
888                                unsigned char offset, unsigned char end)
889 {
890         struct maple_metadata *meta = ma_meta(mn, mt);
891
892         meta->gap = offset;
893         meta->end = end;
894 }
895
896 /*
897  * ma_meta_end() - Get the data end of a node from the metadata
898  * @mn: The maple node
899  * @mt: The maple node type
900  */
901 static inline unsigned char ma_meta_end(struct maple_node *mn,
902                                         enum maple_type mt)
903 {
904         struct maple_metadata *meta = ma_meta(mn, mt);
905
906         return meta->end;
907 }
908
909 /*
910  * ma_meta_gap() - Get the largest gap location of a node from the metadata
911  * @mn: The maple node
912  * @mt: The maple node type
913  */
914 static inline unsigned char ma_meta_gap(struct maple_node *mn,
915                                         enum maple_type mt)
916 {
917         BUG_ON(mt != maple_arange_64);
918
919         return mn->ma64.meta.gap;
920 }
921
922 /*
923  * ma_set_meta_gap() - Set the largest gap location in a nodes metadata
924  * @mn: The maple node
925  * @mn: The maple node type
926  * @offset: The location of the largest gap.
927  */
928 static inline void ma_set_meta_gap(struct maple_node *mn, enum maple_type mt,
929                                    unsigned char offset)
930 {
931
932         struct maple_metadata *meta = ma_meta(mn, mt);
933
934         meta->gap = offset;
935 }
936
937 /*
938  * mat_add() - Add a @dead_enode to the ma_topiary of a list of dead nodes.
939  * @mat - the ma_topiary, a linked list of dead nodes.
940  * @dead_enode - the node to be marked as dead and added to the tail of the list
941  *
942  * Add the @dead_enode to the linked list in @mat.
943  */
944 static inline void mat_add(struct ma_topiary *mat,
945                            struct maple_enode *dead_enode)
946 {
947         mte_set_node_dead(dead_enode);
948         mte_to_mat(dead_enode)->next = NULL;
949         if (!mat->tail) {
950                 mat->tail = mat->head = dead_enode;
951                 return;
952         }
953
954         mte_to_mat(mat->tail)->next = dead_enode;
955         mat->tail = dead_enode;
956 }
957
958 static void mte_destroy_walk(struct maple_enode *, struct maple_tree *);
959 static inline void mas_free(struct ma_state *mas, struct maple_enode *used);
960
961 /*
962  * mas_mat_free() - Free all nodes in a dead list.
963  * @mas - the maple state
964  * @mat - the ma_topiary linked list of dead nodes to free.
965  *
966  * Free walk a dead list.
967  */
968 static void mas_mat_free(struct ma_state *mas, struct ma_topiary *mat)
969 {
970         struct maple_enode *next;
971
972         while (mat->head) {
973                 next = mte_to_mat(mat->head)->next;
974                 mas_free(mas, mat->head);
975                 mat->head = next;
976         }
977 }
978
979 /*
980  * mas_mat_destroy() - Free all nodes and subtrees in a dead list.
981  * @mas - the maple state
982  * @mat - the ma_topiary linked list of dead nodes to free.
983  *
984  * Destroy walk a dead list.
985  */
986 static void mas_mat_destroy(struct ma_state *mas, struct ma_topiary *mat)
987 {
988         struct maple_enode *next;
989
990         while (mat->head) {
991                 next = mte_to_mat(mat->head)->next;
992                 mte_destroy_walk(mat->head, mat->mtree);
993                 mat->head = next;
994         }
995 }
996 /*
997  * mas_descend() - Descend into the slot stored in the ma_state.
998  * @mas - the maple state.
999  *
1000  * Note: Not RCU safe, only use in write side or debug code.
1001  */
1002 static inline void mas_descend(struct ma_state *mas)
1003 {
1004         enum maple_type type;
1005         unsigned long *pivots;
1006         struct maple_node *node;
1007         void __rcu **slots;
1008
1009         node = mas_mn(mas);
1010         type = mte_node_type(mas->node);
1011         pivots = ma_pivots(node, type);
1012         slots = ma_slots(node, type);
1013
1014         if (mas->offset)
1015                 mas->min = pivots[mas->offset - 1] + 1;
1016         mas->max = mas_safe_pivot(mas, pivots, mas->offset, type);
1017         mas->node = mas_slot(mas, slots, mas->offset);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * mte_set_gap() - Set a maple node gap.
1022  * @mn: The encoded maple node
1023  * @gap: The offset of the gap to set
1024  * @val: The gap value
1025  */
1026 static inline void mte_set_gap(const struct maple_enode *mn,
1027                                  unsigned char gap, unsigned long val)
1028 {
1029         switch (mte_node_type(mn)) {
1030         default:
1031                 break;
1032         case maple_arange_64:
1033                 mte_to_node(mn)->ma64.gap[gap] = val;
1034                 break;
1035         }
1036 }
1037
1038 /*
1039  * mas_ascend() - Walk up a level of the tree.
1040  * @mas: The maple state
1041  *
1042  * Sets the @mas->max and @mas->min to the correct values when walking up.  This
1043  * may cause several levels of walking up to find the correct min and max.
1044  * May find a dead node which will cause a premature return.
1045  * Return: 1 on dead node, 0 otherwise
1046  */
1047 static int mas_ascend(struct ma_state *mas)
1048 {
1049         struct maple_enode *p_enode; /* parent enode. */
1050         struct maple_enode *a_enode; /* ancestor enode. */
1051         struct maple_node *a_node; /* ancestor node. */
1052         struct maple_node *p_node; /* parent node. */
1053         unsigned char a_slot;
1054         enum maple_type a_type;
1055         unsigned long min, max;
1056         unsigned long *pivots;
1057         unsigned char offset;
1058         bool set_max = false, set_min = false;
1059
1060         a_node = mas_mn(mas);
1061         if (ma_is_root(a_node)) {
1062                 mas->offset = 0;
1063                 return 0;
1064         }
1065
1066         p_node = mte_parent(mas->node);
1067         if (unlikely(a_node == p_node))
1068                 return 1;
1069         a_type = mas_parent_enum(mas, mas->node);
1070         offset = mte_parent_slot(mas->node);
1071         a_enode = mt_mk_node(p_node, a_type);
1072
1073         /* Check to make sure all parent information is still accurate */
1074         if (p_node != mte_parent(mas->node))
1075                 return 1;
1076
1077         mas->node = a_enode;
1078         mas->offset = offset;
1079
1080         if (mte_is_root(a_enode)) {
1081                 mas->max = ULONG_MAX;
1082                 mas->min = 0;
1083                 return 0;
1084         }
1085
1086         min = 0;
1087         max = ULONG_MAX;
1088         do {
1089                 p_enode = a_enode;
1090                 a_type = mas_parent_enum(mas, p_enode);
1091                 a_node = mte_parent(p_enode);
1092                 a_slot = mte_parent_slot(p_enode);
1093                 pivots = ma_pivots(a_node, a_type);
1094                 a_enode = mt_mk_node(a_node, a_type);
1095
1096                 if (!set_min && a_slot) {
1097                         set_min = true;
1098                         min = pivots[a_slot - 1] + 1;
1099                 }
1100
1101                 if (!set_max && a_slot < mt_pivots[a_type]) {
1102                         set_max = true;
1103                         max = pivots[a_slot];
1104                 }
1105
1106                 if (unlikely(ma_dead_node(a_node)))
1107                         return 1;
1108
1109                 if (unlikely(ma_is_root(a_node)))
1110                         break;
1111
1112         } while (!set_min || !set_max);
1113
1114         mas->max = max;
1115         mas->min = min;
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * mas_pop_node() - Get a previously allocated maple node from the maple state.
1121  * @mas: The maple state
1122  *
1123  * Return: A pointer to a maple node.
1124  */
1125 static inline struct maple_node *mas_pop_node(struct ma_state *mas)
1126 {
1127         struct maple_alloc *ret, *node = mas->alloc;
1128         unsigned long total = mas_allocated(mas);
1129
1130         /* nothing or a request pending. */
1131         if (unlikely(!total))
1132                 return NULL;
1133
1134         if (total == 1) {
1135                 /* single allocation in this ma_state */
1136                 mas->alloc = NULL;
1137                 ret = node;
1138                 goto single_node;
1139         }
1140
1141         if (!node->node_count) {
1142                 /* Single allocation in this node. */
1143                 mas->alloc = node->slot[0];
1144                 node->slot[0] = NULL;
1145                 mas->alloc->total = node->total - 1;
1146                 ret = node;
1147                 goto new_head;
1148         }
1149
1150         node->total--;
1151         ret = node->slot[node->node_count];
1152         node->slot[node->node_count--] = NULL;
1153
1154 single_node:
1155 new_head:
1156         ret->total = 0;
1157         ret->node_count = 0;
1158         if (ret->request_count) {
1159                 mas_set_alloc_req(mas, ret->request_count + 1);
1160                 ret->request_count = 0;
1161         }
1162         return (struct maple_node *)ret;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * mas_push_node() - Push a node back on the maple state allocation.
1167  * @mas: The maple state
1168  * @used: The used maple node
1169  *
1170  * Stores the maple node back into @mas->alloc for reuse.  Updates allocated and
1171  * requested node count as necessary.
1172  */
1173 static inline void mas_push_node(struct ma_state *mas, struct maple_node *used)
1174 {
1175         struct maple_alloc *reuse = (struct maple_alloc *)used;
1176         struct maple_alloc *head = mas->alloc;
1177         unsigned long count;
1178         unsigned int requested = mas_alloc_req(mas);
1179
1180         memset(reuse, 0, sizeof(*reuse));
1181         count = mas_allocated(mas);
1182
1183         if (count && (head->node_count < MAPLE_ALLOC_SLOTS - 1)) {
1184                 if (head->slot[0])
1185                         head->node_count++;
1186                 head->slot[head->node_count] = reuse;
1187                 head->total++;
1188                 goto done;
1189         }
1190
1191         reuse->total = 1;
1192         if ((head) && !((unsigned long)head & 0x1)) {
1193                 head->request_count = 0;
1194                 reuse->slot[0] = head;
1195                 reuse->total += head->total;
1196         }
1197
1198         mas->alloc = reuse;
1199 done:
1200         if (requested > 1)
1201                 mas_set_alloc_req(mas, requested - 1);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * mas_alloc_nodes() - Allocate nodes into a maple state
1206  * @mas: The maple state
1207  * @gfp: The GFP Flags
1208  */
1209 static inline void mas_alloc_nodes(struct ma_state *mas, gfp_t gfp)
1210 {
1211         struct maple_alloc *node;
1212         unsigned long allocated = mas_allocated(mas);
1213         unsigned long success = allocated;
1214         unsigned int requested = mas_alloc_req(mas);
1215         unsigned int count;
1216         void **slots = NULL;
1217         unsigned int max_req = 0;
1218
1219         if (!requested)
1220                 return;
1221
1222         mas_set_alloc_req(mas, 0);
1223         if (mas->mas_flags & MA_STATE_PREALLOC) {
1224                 if (allocated)
1225                         return;
1226                 WARN_ON(!allocated);
1227         }
1228
1229         if (!allocated || mas->alloc->node_count == MAPLE_ALLOC_SLOTS - 1) {
1230                 node = (struct maple_alloc *)mt_alloc_one(gfp);
1231                 if (!node)
1232                         goto nomem_one;
1233
1234                 if (allocated)
1235                         node->slot[0] = mas->alloc;
1236
1237                 success++;
1238                 mas->alloc = node;
1239                 requested--;
1240         }
1241
1242         node = mas->alloc;
1243         while (requested) {
1244                 max_req = MAPLE_ALLOC_SLOTS;
1245                 if (node->slot[0]) {
1246                         unsigned int offset = node->node_count + 1;
1247
1248                         slots = (void **)&node->slot[offset];
1249                         max_req -= offset;
1250                 } else {
1251                         slots = (void **)&node->slot;
1252                 }
1253
1254                 max_req = min(requested, max_req);
1255                 count = mt_alloc_bulk(gfp, max_req, slots);
1256                 if (!count)
1257                         goto nomem_bulk;
1258
1259                 node->node_count += count;
1260                 /* zero indexed. */
1261                 if (slots == (void **)&node->slot)
1262                         node->node_count--;
1263
1264                 success += count;
1265                 node = node->slot[0];
1266                 requested -= count;
1267         }
1268         mas->alloc->total = success;
1269         return;
1270
1271 nomem_bulk:
1272         /* Clean up potential freed allocations on bulk failure */
1273         memset(slots, 0, max_req * sizeof(unsigned long));
1274 nomem_one:
1275         mas_set_alloc_req(mas, requested);
1276         if (mas->alloc && !(((unsigned long)mas->alloc & 0x1)))
1277                 mas->alloc->total = success;
1278         mas_set_err(mas, -ENOMEM);
1279         return;
1280
1281 }
1282
1283 /*
1284  * mas_free() - Free an encoded maple node
1285  * @mas: The maple state
1286  * @used: The encoded maple node to free.
1287  *
1288  * Uses rcu free if necessary, pushes @used back on the maple state allocations
1289  * otherwise.
1290  */
1291 static inline void mas_free(struct ma_state *mas, struct maple_enode *used)
1292 {
1293         struct maple_node *tmp = mte_to_node(used);
1294
1295         if (mt_in_rcu(mas->tree))
1296                 ma_free_rcu(tmp);
1297         else
1298                 mas_push_node(mas, tmp);
1299 }
1300
1301 /*
1302  * mas_node_count() - Check if enough nodes are allocated and request more if
1303  * there is not enough nodes.
1304  * @mas: The maple state
1305  * @count: The number of nodes needed
1306  * @gfp: the gfp flags
1307  */
1308 static void mas_node_count_gfp(struct ma_state *mas, int count, gfp_t gfp)
1309 {
1310         unsigned long allocated = mas_allocated(mas);
1311
1312         if (allocated < count) {
1313                 mas_set_alloc_req(mas, count - allocated);
1314                 mas_alloc_nodes(mas, gfp);
1315         }
1316 }
1317
1318 /*
1319  * mas_node_count() - Check if enough nodes are allocated and request more if
1320  * there is not enough nodes.
1321  * @mas: The maple state
1322  * @count: The number of nodes needed
1323  *
1324  * Note: Uses GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN for gfp flags.
1325  */
1326 static void mas_node_count(struct ma_state *mas, int count)
1327 {
1328         return mas_node_count_gfp(mas, count, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1329 }
1330
1331 /*
1332  * mas_start() - Sets up maple state for operations.
1333  * @mas: The maple state.
1334  *
1335  * If mas->node == MAS_START, then set the min, max, depth, and offset to
1336  * defaults.
1337  *
1338  * Return:
1339  * - If mas->node is an error or not MAS_START, return NULL.
1340  * - If it's an empty tree:     NULL & mas->node == MAS_NONE
1341  * - If it's a single entry:    The entry & mas->node == MAS_ROOT
1342  * - If it's a tree:            NULL & mas->node == safe root node.
1343  */
1344 static inline struct maple_enode *mas_start(struct ma_state *mas)
1345 {
1346         if (likely(mas_is_start(mas))) {
1347                 struct maple_enode *root;
1348
1349                 mas->node = MAS_NONE;
1350                 mas->min = 0;
1351                 mas->max = ULONG_MAX;
1352                 mas->depth = 0;
1353                 mas->offset = 0;
1354
1355                 root = mas_root(mas);
1356                 /* Tree with nodes */
1357                 if (likely(xa_is_node(root))) {
1358                         mas->node = mte_safe_root(root);
1359                         return NULL;
1360                 }
1361
1362                 /* empty tree */
1363                 if (unlikely(!root)) {
1364                         mas->offset = MAPLE_NODE_SLOTS;
1365                         return NULL;
1366                 }
1367
1368                 /* Single entry tree */
1369                 mas->node = MAS_ROOT;
1370                 mas->offset = MAPLE_NODE_SLOTS;
1371
1372                 /* Single entry tree. */
1373                 if (mas->index > 0)
1374                         return NULL;
1375
1376                 return root;
1377         }
1378
1379         return NULL;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * ma_data_end() - Find the end of the data in a node.
1384  * @node: The maple node
1385  * @type: The maple node type
1386  * @pivots: The array of pivots in the node
1387  * @max: The maximum value in the node
1388  *
1389  * Uses metadata to find the end of the data when possible.
1390  * Return: The zero indexed last slot with data (may be null).
1391  */
1392 static inline unsigned char ma_data_end(struct maple_node *node,
1393                                         enum maple_type type,
1394                                         unsigned long *pivots,
1395                                         unsigned long max)
1396 {
1397         unsigned char offset;
1398
1399         if (type == maple_arange_64)
1400                 return ma_meta_end(node, type);
1401
1402         offset = mt_pivots[type] - 1;
1403         if (likely(!pivots[offset]))
1404                 return ma_meta_end(node, type);
1405
1406         if (likely(pivots[offset] == max))
1407                 return offset;
1408
1409         return mt_pivots[type];
1410 }
1411
1412 /*
1413  * mas_data_end() - Find the end of the data (slot).
1414  * @mas: the maple state
1415  *
1416  * This method is optimized to check the metadata of a node if the node type
1417  * supports data end metadata.
1418  *
1419  * Return: The zero indexed last slot with data (may be null).
1420  */
1421 static inline unsigned char mas_data_end(struct ma_state *mas)
1422 {
1423         enum maple_type type;
1424         struct maple_node *node;
1425         unsigned char offset;
1426         unsigned long *pivots;
1427
1428         type = mte_node_type(mas->node);
1429         node = mas_mn(mas);
1430         if (type == maple_arange_64)
1431                 return ma_meta_end(node, type);
1432
1433         pivots = ma_pivots(node, type);
1434         offset = mt_pivots[type] - 1;
1435         if (likely(!pivots[offset]))
1436                 return ma_meta_end(node, type);
1437
1438         if (likely(pivots[offset] == mas->max))
1439                 return offset;
1440
1441         return mt_pivots[type];
1442 }
1443
1444 /*
1445  * mas_leaf_max_gap() - Returns the largest gap in a leaf node
1446  * @mas - the maple state
1447  *
1448  * Return: The maximum gap in the leaf.
1449  */
1450 static unsigned long mas_leaf_max_gap(struct ma_state *mas)
1451 {
1452         enum maple_type mt;
1453         unsigned long pstart, gap, max_gap;
1454         struct maple_node *mn;
1455         unsigned long *pivots;
1456         void __rcu **slots;
1457         unsigned char i;
1458         unsigned char max_piv;
1459
1460         mt = mte_node_type(mas->node);
1461         mn = mas_mn(mas);
1462         slots = ma_slots(mn, mt);
1463         max_gap = 0;
1464         if (unlikely(ma_is_dense(mt))) {
1465                 gap = 0;
1466                 for (i = 0; i < mt_slots[mt]; i++) {
1467                         if (slots[i]) {
1468                                 if (gap > max_gap)
1469                                         max_gap = gap;
1470                                 gap = 0;
1471                         } else {
1472                                 gap++;
1473                         }
1474                 }
1475                 if (gap > max_gap)
1476                         max_gap = gap;
1477                 return max_gap;
1478         }
1479
1480         /*
1481          * Check the first implied pivot optimizes the loop below and slot 1 may
1482          * be skipped if there is a gap in slot 0.
1483          */
1484         pivots = ma_pivots(mn, mt);
1485         if (likely(!slots[0])) {
1486                 max_gap = pivots[0] - mas->min + 1;
1487                 i = 2;
1488         } else {
1489                 i = 1;
1490         }
1491
1492         /* reduce max_piv as the special case is checked before the loop */
1493         max_piv = ma_data_end(mn, mt, pivots, mas->max) - 1;
1494         /*
1495          * Check end implied pivot which can only be a gap on the right most
1496          * node.
1497          */
1498         if (unlikely(mas->max == ULONG_MAX) && !slots[max_piv + 1]) {
1499                 gap = ULONG_MAX - pivots[max_piv];
1500                 if (gap > max_gap)
1501                         max_gap = gap;
1502         }
1503
1504         for (; i <= max_piv; i++) {
1505                 /* data == no gap. */
1506                 if (likely(slots[i]))
1507                         continue;
1508
1509                 pstart = pivots[i - 1];
1510                 gap = pivots[i] - pstart;
1511                 if (gap > max_gap)
1512                         max_gap = gap;
1513
1514                 /* There cannot be two gaps in a row. */
1515                 i++;
1516         }
1517         return max_gap;
1518 }
1519
1520 /*
1521  * ma_max_gap() - Get the maximum gap in a maple node (non-leaf)
1522  * @node: The maple node
1523  * @gaps: The pointer to the gaps
1524  * @mt: The maple node type
1525  * @*off: Pointer to store the offset location of the gap.
1526  *
1527  * Uses the metadata data end to scan backwards across set gaps.
1528  *
1529  * Return: The maximum gap value
1530  */
1531 static inline unsigned long
1532 ma_max_gap(struct maple_node *node, unsigned long *gaps, enum maple_type mt,
1533             unsigned char *off)
1534 {
1535         unsigned char offset, i;
1536         unsigned long max_gap = 0;
1537
1538         i = offset = ma_meta_end(node, mt);
1539         do {
1540                 if (gaps[i] > max_gap) {
1541                         max_gap = gaps[i];
1542                         offset = i;
1543                 }
1544         } while (i--);
1545
1546         *off = offset;
1547         return max_gap;
1548 }
1549
1550 /*
1551  * mas_max_gap() - find the largest gap in a non-leaf node and set the slot.
1552  * @mas: The maple state.
1553  *
1554  * If the metadata gap is set to MAPLE_ARANGE64_META_MAX, there is no gap.
1555  *
1556  * Return: The gap value.
1557  */
1558 static inline unsigned long mas_max_gap(struct ma_state *mas)
1559 {
1560         unsigned long *gaps;
1561         unsigned char offset;
1562         enum maple_type mt;
1563         struct maple_node *node;
1564
1565         mt = mte_node_type(mas->node);
1566         if (ma_is_leaf(mt))
1567                 return mas_leaf_max_gap(mas);
1568
1569         node = mas_mn(mas);
1570         offset = ma_meta_gap(node, mt);
1571         if (offset == MAPLE_ARANGE64_META_MAX)
1572                 return 0;
1573
1574         gaps = ma_gaps(node, mt);
1575         return gaps[offset];
1576 }
1577
1578 /*
1579  * mas_parent_gap() - Set the parent gap and any gaps above, as needed
1580  * @mas: The maple state
1581  * @offset: The gap offset in the parent to set
1582  * @new: The new gap value.
1583  *
1584  * Set the parent gap then continue to set the gap upwards, using the metadata
1585  * of the parent to see if it is necessary to check the node above.
1586  */
1587 static inline void mas_parent_gap(struct ma_state *mas, unsigned char offset,
1588                 unsigned long new)
1589 {
1590         unsigned long meta_gap = 0;
1591         struct maple_node *pnode;
1592         struct maple_enode *penode;
1593         unsigned long *pgaps;
1594         unsigned char meta_offset;
1595         enum maple_type pmt;
1596
1597         pnode = mte_parent(mas->node);
1598         pmt = mas_parent_enum(mas, mas->node);
1599         penode = mt_mk_node(pnode, pmt);
1600         pgaps = ma_gaps(pnode, pmt);
1601
1602 ascend:
1603         meta_offset = ma_meta_gap(pnode, pmt);
1604         if (meta_offset == MAPLE_ARANGE64_META_MAX)
1605                 meta_gap = 0;
1606         else
1607                 meta_gap = pgaps[meta_offset];
1608
1609         pgaps[offset] = new;
1610
1611         if (meta_gap == new)
1612                 return;
1613
1614         if (offset != meta_offset) {
1615                 if (meta_gap > new)
1616                         return;
1617
1618                 ma_set_meta_gap(pnode, pmt, offset);
1619         } else if (new < meta_gap) {
1620                 meta_offset = 15;
1621                 new = ma_max_gap(pnode, pgaps, pmt, &meta_offset);
1622                 ma_set_meta_gap(pnode, pmt, meta_offset);
1623         }
1624
1625         if (ma_is_root(pnode))
1626                 return;
1627
1628         /* Go to the parent node. */
1629         pnode = mte_parent(penode);
1630         pmt = mas_parent_enum(mas, penode);
1631         pgaps = ma_gaps(pnode, pmt);
1632         offset = mte_parent_slot(penode);
1633         penode = mt_mk_node(pnode, pmt);
1634         goto ascend;
1635 }
1636
1637 /*
1638  * mas_update_gap() - Update a nodes gaps and propagate up if necessary.
1639  * @mas - the maple state.
1640  */
1641 static inline void mas_update_gap(struct ma_state *mas)
1642 {
1643         unsigned char pslot;
1644         unsigned long p_gap;
1645         unsigned long max_gap;
1646
1647         if (!mt_is_alloc(mas->tree))
1648                 return;
1649
1650         if (mte_is_root(mas->node))
1651                 return;
1652
1653         max_gap = mas_max_gap(mas);
1654
1655         pslot = mte_parent_slot(mas->node);
1656         p_gap = ma_gaps(mte_parent(mas->node),
1657                         mas_parent_enum(mas, mas->node))[pslot];
1658
1659         if (p_gap != max_gap)
1660                 mas_parent_gap(mas, pslot, max_gap);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * mas_adopt_children() - Set the parent pointer of all nodes in @parent to
1665  * @parent with the slot encoded.
1666  * @mas - the maple state (for the tree)
1667  * @parent - the maple encoded node containing the children.
1668  */
1669 static inline void mas_adopt_children(struct ma_state *mas,
1670                 struct maple_enode *parent)
1671 {
1672         enum maple_type type = mte_node_type(parent);
1673         struct maple_node *node = mas_mn(mas);
1674         void __rcu **slots = ma_slots(node, type);
1675         unsigned long *pivots = ma_pivots(node, type);
1676         struct maple_enode *child;
1677         unsigned char offset;
1678
1679         offset = ma_data_end(node, type, pivots, mas->max);
1680         do {
1681                 child = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
1682                 mte_set_parent(child, parent, offset);
1683         } while (offset--);
1684 }
1685
1686 /*
1687  * mas_replace() - Replace a maple node in the tree with mas->node.  Uses the
1688  * parent encoding to locate the maple node in the tree.
1689  * @mas - the ma_state to use for operations.
1690  * @advanced - boolean to adopt the child nodes and free the old node (false) or
1691  * leave the node (true) and handle the adoption and free elsewhere.
1692  */
1693 static inline void mas_replace(struct ma_state *mas, bool advanced)
1694         __must_hold(mas->tree->lock)
1695 {
1696         struct maple_node *mn = mas_mn(mas);
1697         struct maple_enode *old_enode;
1698         unsigned char offset = 0;
1699         void __rcu **slots = NULL;
1700
1701         if (ma_is_root(mn)) {
1702                 old_enode = mas_root_locked(mas);
1703         } else {
1704                 offset = mte_parent_slot(mas->node);
1705                 slots = ma_slots(mte_parent(mas->node),
1706                                  mas_parent_enum(mas, mas->node));
1707                 old_enode = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
1708         }
1709
1710         if (!advanced && !mte_is_leaf(mas->node))
1711                 mas_adopt_children(mas, mas->node);
1712
1713         if (mte_is_root(mas->node)) {
1714                 mn->parent = ma_parent_ptr(
1715                               ((unsigned long)mas->tree | MA_ROOT_PARENT));
1716                 rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, mte_mk_root(mas->node));
1717                 mas_set_height(mas);
1718         } else {
1719                 rcu_assign_pointer(slots[offset], mas->node);
1720         }
1721
1722         if (!advanced)
1723                 mas_free(mas, old_enode);
1724 }
1725
1726 /*
1727  * mas_new_child() - Find the new child of a node.
1728  * @mas: the maple state
1729  * @child: the maple state to store the child.
1730  */
1731 static inline bool mas_new_child(struct ma_state *mas, struct ma_state *child)
1732         __must_hold(mas->tree->lock)
1733 {
1734         enum maple_type mt;
1735         unsigned char offset;
1736         unsigned char end;
1737         unsigned long *pivots;
1738         struct maple_enode *entry;
1739         struct maple_node *node;
1740         void __rcu **slots;
1741
1742         mt = mte_node_type(mas->node);
1743         node = mas_mn(mas);
1744         slots = ma_slots(node, mt);
1745         pivots = ma_pivots(node, mt);
1746         end = ma_data_end(node, mt, pivots, mas->max);
1747         for (offset = mas->offset; offset <= end; offset++) {
1748                 entry = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
1749                 if (mte_parent(entry) == node) {
1750                         *child = *mas;
1751                         mas->offset = offset + 1;
1752                         child->offset = offset;
1753                         mas_descend(child);
1754                         child->offset = 0;
1755                         return true;
1756                 }
1757         }
1758         return false;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * mab_shift_right() - Shift the data in mab right. Note, does not clean out the
1763  * old data or set b_node->b_end.
1764  * @b_node: the maple_big_node
1765  * @shift: the shift count
1766  */
1767 static inline void mab_shift_right(struct maple_big_node *b_node,
1768                                  unsigned char shift)
1769 {
1770         unsigned long size = b_node->b_end * sizeof(unsigned long);
1771
1772         memmove(b_node->pivot + shift, b_node->pivot, size);
1773         memmove(b_node->slot + shift, b_node->slot, size);
1774         if (b_node->type == maple_arange_64)
1775                 memmove(b_node->gap + shift, b_node->gap, size);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * mab_middle_node() - Check if a middle node is needed (unlikely)
1780  * @b_node: the maple_big_node that contains the data.
1781  * @size: the amount of data in the b_node
1782  * @split: the potential split location
1783  * @slot_count: the size that can be stored in a single node being considered.
1784  *
1785  * Return: true if a middle node is required.
1786  */
1787 static inline bool mab_middle_node(struct maple_big_node *b_node, int split,
1788                                    unsigned char slot_count)
1789 {
1790         unsigned char size = b_node->b_end;
1791
1792         if (size >= 2 * slot_count)
1793                 return true;
1794
1795         if (!b_node->slot[split] && (size >= 2 * slot_count - 1))
1796                 return true;
1797
1798         return false;
1799 }
1800
1801 /*
1802  * mab_no_null_split() - ensure the split doesn't fall on a NULL
1803  * @b_node: the maple_big_node with the data
1804  * @split: the suggested split location
1805  * @slot_count: the number of slots in the node being considered.
1806  *
1807  * Return: the split location.
1808  */
1809 static inline int mab_no_null_split(struct maple_big_node *b_node,
1810                                     unsigned char split, unsigned char slot_count)
1811 {
1812         if (!b_node->slot[split]) {
1813                 /*
1814                  * If the split is less than the max slot && the right side will
1815                  * still be sufficient, then increment the split on NULL.
1816                  */
1817                 if ((split < slot_count - 1) &&
1818                     (b_node->b_end - split) > (mt_min_slots[b_node->type]))
1819                         split++;
1820                 else
1821                         split--;
1822         }
1823         return split;
1824 }
1825
1826 /*
1827  * mab_calc_split() - Calculate the split location and if there needs to be two
1828  * splits.
1829  * @bn: The maple_big_node with the data
1830  * @mid_split: The second split, if required.  0 otherwise.
1831  *
1832  * Return: The first split location.  The middle split is set in @mid_split.
1833  */
1834 static inline int mab_calc_split(struct ma_state *mas,
1835          struct maple_big_node *bn, unsigned char *mid_split, unsigned long min)
1836 {
1837         unsigned char b_end = bn->b_end;
1838         int split = b_end / 2; /* Assume equal split. */
1839         unsigned char slot_min, slot_count = mt_slots[bn->type];
1840
1841         /*
1842          * To support gap tracking, all NULL entries are kept together and a node cannot
1843          * end on a NULL entry, with the exception of the left-most leaf.  The
1844          * limitation means that the split of a node must be checked for this condition
1845          * and be able to put more data in one direction or the other.
1846          */
1847         if (unlikely((mas->mas_flags & MA_STATE_BULK))) {
1848                 *mid_split = 0;
1849                 split = b_end - mt_min_slots[bn->type];
1850
1851                 if (!ma_is_leaf(bn->type))
1852                         return split;
1853
1854                 mas->mas_flags |= MA_STATE_REBALANCE;
1855                 if (!bn->slot[split])
1856                         split--;
1857                 return split;
1858         }
1859
1860         /*
1861          * Although extremely rare, it is possible to enter what is known as the 3-way
1862          * split scenario.  The 3-way split comes about by means of a store of a range
1863          * that overwrites the end and beginning of two full nodes.  The result is a set
1864          * of entries that cannot be stored in 2 nodes.  Sometimes, these two nodes can
1865          * also be located in different parent nodes which are also full.  This can
1866          * carry upwards all the way to the root in the worst case.
1867          */
1868         if (unlikely(mab_middle_node(bn, split, slot_count))) {
1869                 split = b_end / 3;
1870                 *mid_split = split * 2;
1871         } else {
1872                 slot_min = mt_min_slots[bn->type];
1873
1874                 *mid_split = 0;
1875                 /*
1876                  * Avoid having a range less than the slot count unless it
1877                  * causes one node to be deficient.
1878                  * NOTE: mt_min_slots is 1 based, b_end and split are zero.
1879                  */
1880                 while (((bn->pivot[split] - min) < slot_count - 1) &&
1881                        (split < slot_count - 1) && (b_end - split > slot_min))
1882                         split++;
1883         }
1884
1885         /* Avoid ending a node on a NULL entry */
1886         split = mab_no_null_split(bn, split, slot_count);
1887         if (!(*mid_split))
1888                 return split;
1889
1890         *mid_split = mab_no_null_split(bn, *mid_split, slot_count);
1891
1892         return split;
1893 }
1894
1895 /*
1896  * mas_mab_cp() - Copy data from a maple state inclusively to a maple_big_node
1897  * and set @b_node->b_end to the next free slot.
1898  * @mas: The maple state
1899  * @mas_start: The starting slot to copy
1900  * @mas_end: The end slot to copy (inclusively)
1901  * @b_node: The maple_big_node to place the data
1902  * @mab_start: The starting location in maple_big_node to store the data.
1903  */
1904 static inline void mas_mab_cp(struct ma_state *mas, unsigned char mas_start,
1905                         unsigned char mas_end, struct maple_big_node *b_node,
1906                         unsigned char mab_start)
1907 {
1908         enum maple_type mt;
1909         struct maple_node *node;
1910         void __rcu **slots;
1911         unsigned long *pivots, *gaps;
1912         int i = mas_start, j = mab_start;
1913         unsigned char piv_end;
1914
1915         node = mas_mn(mas);
1916         mt = mte_node_type(mas->node);
1917         pivots = ma_pivots(node, mt);
1918         if (!i) {
1919                 b_node->pivot[j] = pivots[i++];
1920                 if (unlikely(i > mas_end))
1921                         goto complete;
1922                 j++;
1923         }
1924
1925         piv_end = min(mas_end, mt_pivots[mt]);
1926         for (; i < piv_end; i++, j++) {
1927                 b_node->pivot[j] = pivots[i];
1928                 if (unlikely(!b_node->pivot[j]))
1929                         break;
1930
1931                 if (unlikely(mas->max == b_node->pivot[j]))
1932                         goto complete;
1933         }
1934
1935         if (likely(i <= mas_end))
1936                 b_node->pivot[j] = mas_safe_pivot(mas, pivots, i, mt);
1937
1938 complete:
1939         b_node->b_end = ++j;
1940         j -= mab_start;
1941         slots = ma_slots(node, mt);
1942         memcpy(b_node->slot + mab_start, slots + mas_start, sizeof(void *) * j);
1943         if (!ma_is_leaf(mt) && mt_is_alloc(mas->tree)) {
1944                 gaps = ma_gaps(node, mt);
1945                 memcpy(b_node->gap + mab_start, gaps + mas_start,
1946                        sizeof(unsigned long) * j);
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * mas_leaf_set_meta() - Set the metadata of a leaf if possible.
1952  * @mas: The maple state
1953  * @node: The maple node
1954  * @pivots: pointer to the maple node pivots
1955  * @mt: The maple type
1956  * @end: The assumed end
1957  *
1958  * Note, end may be incremented within this function but not modified at the
1959  * source.  This is fine since the metadata is the last thing to be stored in a
1960  * node during a write.
1961  */
1962 static inline void mas_leaf_set_meta(struct ma_state *mas,
1963                 struct maple_node *node, unsigned long *pivots,
1964                 enum maple_type mt, unsigned char end)
1965 {
1966         /* There is no room for metadata already */
1967         if (mt_pivots[mt] <= end)
1968                 return;
1969
1970         if (pivots[end] && pivots[end] < mas->max)
1971                 end++;
1972
1973         if (end < mt_slots[mt] - 1)
1974                 ma_set_meta(node, mt, 0, end);
1975 }
1976
1977 /*
1978  * mab_mas_cp() - Copy data from maple_big_node to a maple encoded node.
1979  * @b_node: the maple_big_node that has the data
1980  * @mab_start: the start location in @b_node.
1981  * @mab_end: The end location in @b_node (inclusively)
1982  * @mas: The maple state with the maple encoded node.
1983  */
1984 static inline void mab_mas_cp(struct maple_big_node *b_node,
1985                               unsigned char mab_start, unsigned char mab_end,
1986                               struct ma_state *mas, bool new_max)
1987 {
1988         int i, j = 0;
1989         enum maple_type mt = mte_node_type(mas->node);
1990         struct maple_node *node = mte_to_node(mas->node);
1991         void __rcu **slots = ma_slots(node, mt);
1992         unsigned long *pivots = ma_pivots(node, mt);
1993         unsigned long *gaps = NULL;
1994         unsigned char end;
1995
1996         if (mab_end - mab_start > mt_pivots[mt])
1997                 mab_end--;
1998
1999         if (!pivots[mt_pivots[mt] - 1])
2000                 slots[mt_pivots[mt]] = NULL;
2001
2002         i = mab_start;
2003         do {
2004                 pivots[j++] = b_node->pivot[i++];
2005         } while (i <= mab_end && likely(b_node->pivot[i]));
2006
2007         memcpy(slots, b_node->slot + mab_start,
2008                sizeof(void *) * (i - mab_start));
2009
2010         if (new_max)
2011                 mas->max = b_node->pivot[i - 1];
2012
2013         end = j - 1;
2014         if (likely(!ma_is_leaf(mt) && mt_is_alloc(mas->tree))) {
2015                 unsigned long max_gap = 0;
2016                 unsigned char offset = 15;
2017
2018                 gaps = ma_gaps(node, mt);
2019                 do {
2020                         gaps[--j] = b_node->gap[--i];
2021                         if (gaps[j] > max_gap) {
2022                                 offset = j;
2023                                 max_gap = gaps[j];
2024                         }
2025                 } while (j);
2026
2027                 ma_set_meta(node, mt, offset, end);
2028         } else {
2029                 mas_leaf_set_meta(mas, node, pivots, mt, end);
2030         }
2031 }
2032
2033 /*
2034  * mas_descend_adopt() - Descend through a sub-tree and adopt children.
2035  * @mas: the maple state with the maple encoded node of the sub-tree.
2036  *
2037  * Descend through a sub-tree and adopt children who do not have the correct
2038  * parents set.  Follow the parents which have the correct parents as they are
2039  * the new entries which need to be followed to find other incorrectly set
2040  * parents.
2041  */
2042 static inline void mas_descend_adopt(struct ma_state *mas)
2043 {
2044         struct ma_state list[3], next[3];
2045         int i, n;
2046
2047         /*
2048          * At each level there may be up to 3 correct parent pointers which indicates
2049          * the new nodes which need to be walked to find any new nodes at a lower level.
2050          */
2051
2052         for (i = 0; i < 3; i++) {
2053                 list[i] = *mas;
2054                 list[i].offset = 0;
2055                 next[i].offset = 0;
2056         }
2057         next[0] = *mas;
2058
2059         while (!mte_is_leaf(list[0].node)) {
2060                 n = 0;
2061                 for (i = 0; i < 3; i++) {
2062                         if (mas_is_none(&list[i]))
2063                                 continue;
2064
2065                         if (i && list[i-1].node == list[i].node)
2066                                 continue;
2067
2068                         while ((n < 3) && (mas_new_child(&list[i], &next[n])))
2069                                 n++;
2070
2071                         mas_adopt_children(&list[i], list[i].node);
2072                 }
2073
2074                 while (n < 3)
2075                         next[n++].node = MAS_NONE;
2076
2077                 /* descend by setting the list to the children */
2078                 for (i = 0; i < 3; i++)
2079                         list[i] = next[i];
2080         }
2081 }
2082
2083 /*
2084  * mas_bulk_rebalance() - Rebalance the end of a tree after a bulk insert.
2085  * @mas: The maple state
2086  * @end: The maple node end
2087  * @mt: The maple node type
2088  */
2089 static inline void mas_bulk_rebalance(struct ma_state *mas, unsigned char end,
2090                                       enum maple_type mt)
2091 {
2092         if (!(mas->mas_flags & MA_STATE_BULK))
2093                 return;
2094
2095         if (mte_is_root(mas->node))
2096                 return;
2097
2098         if (end > mt_min_slots[mt]) {
2099                 mas->mas_flags &= ~MA_STATE_REBALANCE;
2100                 return;
2101         }
2102 }
2103
2104 /*
2105  * mas_store_b_node() - Store an @entry into the b_node while also copying the
2106  * data from a maple encoded node.
2107  * @wr_mas: the maple write state
2108  * @b_node: the maple_big_node to fill with data
2109  * @offset_end: the offset to end copying
2110  *
2111  * Return: The actual end of the data stored in @b_node
2112  */
2113 static inline void mas_store_b_node(struct ma_wr_state *wr_mas,
2114                 struct maple_big_node *b_node, unsigned char offset_end)
2115 {
2116         unsigned char slot;
2117         unsigned char b_end;
2118         /* Possible underflow of piv will wrap back to 0 before use. */
2119         unsigned long piv;
2120         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
2121
2122         b_node->type = wr_mas->type;
2123         b_end = 0;
2124         slot = mas->offset;
2125         if (slot) {
2126                 /* Copy start data up to insert. */
2127                 mas_mab_cp(mas, 0, slot - 1, b_node, 0);
2128                 b_end = b_node->b_end;
2129                 piv = b_node->pivot[b_end - 1];
2130         } else
2131                 piv = mas->min - 1;
2132
2133         if (piv + 1 < mas->index) {
2134                 /* Handle range starting after old range */
2135                 b_node->slot[b_end] = wr_mas->content;
2136                 if (!wr_mas->content)
2137                         b_node->gap[b_end] = mas->index - 1 - piv;
2138                 b_node->pivot[b_end++] = mas->index - 1;
2139         }
2140
2141         /* Store the new entry. */
2142         mas->offset = b_end;
2143         b_node->slot[b_end] = wr_mas->entry;
2144         b_node->pivot[b_end] = mas->last;
2145
2146         /* Appended. */
2147         if (mas->last >= mas->max)
2148                 goto b_end;
2149
2150         /* Handle new range ending before old range ends */
2151         piv = mas_logical_pivot(mas, wr_mas->pivots, offset_end, wr_mas->type);
2152         if (piv > mas->last) {
2153                 if (piv == ULONG_MAX)
2154                         mas_bulk_rebalance(mas, b_node->b_end, wr_mas->type);
2155
2156                 if (offset_end != slot)
2157                         wr_mas->content = mas_slot_locked(mas, wr_mas->slots,
2158                                                           offset_end);
2159
2160                 b_node->slot[++b_end] = wr_mas->content;
2161                 if (!wr_mas->content)
2162                         b_node->gap[b_end] = piv - mas->last + 1;
2163                 b_node->pivot[b_end] = piv;
2164         }
2165
2166         slot = offset_end + 1;
2167         if (slot > wr_mas->node_end)
2168                 goto b_end;
2169
2170         /* Copy end data to the end of the node. */
2171         mas_mab_cp(mas, slot, wr_mas->node_end + 1, b_node, ++b_end);
2172         b_node->b_end--;
2173         return;
2174
2175 b_end:
2176         b_node->b_end = b_end;
2177 }
2178
2179 /*
2180  * mas_prev_sibling() - Find the previous node with the same parent.
2181  * @mas: the maple state
2182  *
2183  * Return: True if there is a previous sibling, false otherwise.
2184  */
2185 static inline bool mas_prev_sibling(struct ma_state *mas)
2186 {
2187         unsigned int p_slot = mte_parent_slot(mas->node);
2188
2189         if (mte_is_root(mas->node))
2190                 return false;
2191
2192         if (!p_slot)
2193                 return false;
2194
2195         mas_ascend(mas);
2196         mas->offset = p_slot - 1;
2197         mas_descend(mas);
2198         return true;
2199 }
2200
2201 /*
2202  * mas_next_sibling() - Find the next node with the same parent.
2203  * @mas: the maple state
2204  *
2205  * Return: true if there is a next sibling, false otherwise.
2206  */
2207 static inline bool mas_next_sibling(struct ma_state *mas)
2208 {
2209         MA_STATE(parent, mas->tree, mas->index, mas->last);
2210
2211         if (mte_is_root(mas->node))
2212                 return false;
2213
2214         parent = *mas;
2215         mas_ascend(&parent);
2216         parent.offset = mte_parent_slot(mas->node) + 1;
2217         if (parent.offset > mas_data_end(&parent))
2218                 return false;
2219
2220         *mas = parent;
2221         mas_descend(mas);
2222         return true;
2223 }
2224
2225 /*
2226  * mte_node_or_node() - Return the encoded node or MAS_NONE.
2227  * @enode: The encoded maple node.
2228  *
2229  * Shorthand to avoid setting %NULLs in the tree or maple_subtree_state.
2230  *
2231  * Return: @enode or MAS_NONE
2232  */
2233 static inline struct maple_enode *mte_node_or_none(struct maple_enode *enode)
2234 {
2235         if (enode)
2236                 return enode;
2237
2238         return ma_enode_ptr(MAS_NONE);
2239 }
2240
2241 /*
2242  * mas_wr_node_walk() - Find the correct offset for the index in the @mas.
2243  * @wr_mas: The maple write state
2244  *
2245  * Uses mas_slot_locked() and does not need to worry about dead nodes.
2246  */
2247 static inline void mas_wr_node_walk(struct ma_wr_state *wr_mas)
2248 {
2249         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
2250         unsigned char count;
2251         unsigned char offset;
2252         unsigned long index, min, max;
2253
2254         if (unlikely(ma_is_dense(wr_mas->type))) {
2255                 wr_mas->r_max = wr_mas->r_min = mas->index;
2256                 mas->offset = mas->index = mas->min;
2257                 return;
2258         }
2259
2260         wr_mas->node = mas_mn(wr_mas->mas);
2261         wr_mas->pivots = ma_pivots(wr_mas->node, wr_mas->type);
2262         count = wr_mas->node_end = ma_data_end(wr_mas->node, wr_mas->type,
2263                                                wr_mas->pivots, mas->max);
2264         offset = mas->offset;
2265         min = mas_safe_min(mas, wr_mas->pivots, offset);
2266         if (unlikely(offset == count))
2267                 goto max;
2268
2269         max = wr_mas->pivots[offset];
2270         index = mas->index;
2271         if (unlikely(index <= max))
2272                 goto done;
2273
2274         if (unlikely(!max && offset))
2275                 goto max;
2276
2277         min = max + 1;
2278         while (++offset < count) {
2279                 max = wr_mas->pivots[offset];
2280                 if (index <= max)
2281                         goto done;
2282                 else if (unlikely(!max))
2283                         break;
2284
2285                 min = max + 1;
2286         }
2287
2288 max:
2289         max = mas->max;
2290 done:
2291         wr_mas->r_max = max;
2292         wr_mas->r_min = min;
2293         wr_mas->offset_end = mas->offset = offset;
2294 }
2295
2296 /*
2297  * mas_topiary_range() - Add a range of slots to the topiary.
2298  * @mas: The maple state
2299  * @destroy: The topiary to add the slots (usually destroy)
2300  * @start: The starting slot inclusively
2301  * @end: The end slot inclusively
2302  */
2303 static inline void mas_topiary_range(struct ma_state *mas,
2304         struct ma_topiary *destroy, unsigned char start, unsigned char end)
2305 {
2306         void __rcu **slots;
2307         unsigned char offset;
2308
2309         MT_BUG_ON(mas->tree, mte_is_leaf(mas->node));
2310         slots = ma_slots(mas_mn(mas), mte_node_type(mas->node));
2311         for (offset = start; offset <= end; offset++) {
2312                 struct maple_enode *enode = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
2313
2314                 if (mte_dead_node(enode))
2315                         continue;
2316
2317                 mat_add(destroy, enode);
2318         }
2319 }
2320
2321 /*
2322  * mast_topiary() - Add the portions of the tree to the removal list; either to
2323  * be freed or discarded (destroy walk).
2324  * @mast: The maple_subtree_state.
2325  */
2326 static inline void mast_topiary(struct maple_subtree_state *mast)
2327 {
2328         MA_WR_STATE(wr_mas, mast->orig_l, NULL);
2329         unsigned char r_start, r_end;
2330         unsigned char l_start, l_end;
2331         void __rcu **l_slots, **r_slots;
2332
2333         wr_mas.type = mte_node_type(mast->orig_l->node);
2334         mast->orig_l->index = mast->orig_l->last;
2335         mas_wr_node_walk(&wr_mas);
2336         l_start = mast->orig_l->offset + 1;
2337         l_end = mas_data_end(mast->orig_l);
2338         r_start = 0;
2339         r_end = mast->orig_r->offset;
2340
2341         if (r_end)
2342                 r_end--;
2343
2344         l_slots = ma_slots(mas_mn(mast->orig_l),
2345                            mte_node_type(mast->orig_l->node));
2346
2347         r_slots = ma_slots(mas_mn(mast->orig_r),
2348                            mte_node_type(mast->orig_r->node));
2349
2350         if ((l_start < l_end) &&
2351             mte_dead_node(mas_slot_locked(mast->orig_l, l_slots, l_start))) {
2352                 l_start++;
2353         }
2354
2355         if (mte_dead_node(mas_slot_locked(mast->orig_r, r_slots, r_end))) {
2356                 if (r_end)
2357                         r_end--;
2358         }
2359
2360         if ((l_start > r_end) && (mast->orig_l->node == mast->orig_r->node))
2361                 return;
2362
2363         /* At the node where left and right sides meet, add the parts between */
2364         if (mast->orig_l->node == mast->orig_r->node) {
2365                 return mas_topiary_range(mast->orig_l, mast->destroy,
2366                                              l_start, r_end);
2367         }
2368
2369         /* mast->orig_r is different and consumed. */
2370         if (mte_is_leaf(mast->orig_r->node))
2371                 return;
2372
2373         if (mte_dead_node(mas_slot_locked(mast->orig_l, l_slots, l_end)))
2374                 l_end--;
2375
2376
2377         if (l_start <= l_end)
2378                 mas_topiary_range(mast->orig_l, mast->destroy, l_start, l_end);
2379
2380         if (mte_dead_node(mas_slot_locked(mast->orig_r, r_slots, r_start)))
2381                 r_start++;
2382
2383         if (r_start <= r_end)
2384                 mas_topiary_range(mast->orig_r, mast->destroy, 0, r_end);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * mast_rebalance_next() - Rebalance against the next node
2389  * @mast: The maple subtree state
2390  * @old_r: The encoded maple node to the right (next node).
2391  */
2392 static inline void mast_rebalance_next(struct maple_subtree_state *mast)
2393 {
2394         unsigned char b_end = mast->bn->b_end;
2395
2396         mas_mab_cp(mast->orig_r, 0, mt_slot_count(mast->orig_r->node),
2397                    mast->bn, b_end);
2398         mast->orig_r->last = mast->orig_r->max;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * mast_rebalance_prev() - Rebalance against the previous node
2403  * @mast: The maple subtree state
2404  * @old_l: The encoded maple node to the left (previous node)
2405  */
2406 static inline void mast_rebalance_prev(struct maple_subtree_state *mast)
2407 {
2408         unsigned char end = mas_data_end(mast->orig_l) + 1;
2409         unsigned char b_end = mast->bn->b_end;
2410
2411         mab_shift_right(mast->bn, end);
2412         mas_mab_cp(mast->orig_l, 0, end - 1, mast->bn, 0);
2413         mast->l->min = mast->orig_l->min;
2414         mast->orig_l->index = mast->orig_l->min;
2415         mast->bn->b_end = end + b_end;
2416         mast->l->offset += end;
2417 }
2418
2419 /*
2420  * mast_spanning_rebalance() - Rebalance nodes with nearest neighbour favouring
2421  * the node to the right.  Checking the nodes to the right then the left at each
2422  * level upwards until root is reached.  Free and destroy as needed.
2423  * Data is copied into the @mast->bn.
2424  * @mast: The maple_subtree_state.
2425  */
2426 static inline
2427 bool mast_spanning_rebalance(struct maple_subtree_state *mast)
2428 {
2429         struct ma_state r_tmp = *mast->orig_r;
2430         struct ma_state l_tmp = *mast->orig_l;
2431         struct maple_enode *ancestor = NULL;
2432         unsigned char start, end;
2433         unsigned char depth = 0;
2434
2435         r_tmp = *mast->orig_r;
2436         l_tmp = *mast->orig_l;
2437         do {
2438                 mas_ascend(mast->orig_r);
2439                 mas_ascend(mast->orig_l);
2440                 depth++;
2441                 if (!ancestor &&
2442                     (mast->orig_r->node == mast->orig_l->node)) {
2443                         ancestor = mast->orig_r->node;
2444                         end = mast->orig_r->offset - 1;
2445                         start = mast->orig_l->offset + 1;
2446                 }
2447
2448                 if (mast->orig_r->offset < mas_data_end(mast->orig_r)) {
2449                         if (!ancestor) {
2450                                 ancestor = mast->orig_r->node;
2451                                 start = 0;
2452                         }
2453
2454                         mast->orig_r->offset++;
2455                         do {
2456                                 mas_descend(mast->orig_r);
2457                                 mast->orig_r->offset = 0;
2458                                 depth--;
2459                         } while (depth);
2460
2461                         mast_rebalance_next(mast);
2462                         do {
2463                                 unsigned char l_off = 0;
2464                                 struct maple_enode *child = r_tmp.node;
2465
2466                                 mas_ascend(&r_tmp);
2467                                 if (ancestor == r_tmp.node)
2468                                         l_off = start;
2469
2470                                 if (r_tmp.offset)
2471                                         r_tmp.offset--;
2472
2473                                 if (l_off < r_tmp.offset)
2474                                         mas_topiary_range(&r_tmp, mast->destroy,
2475                                                           l_off, r_tmp.offset);
2476
2477                                 if (l_tmp.node != child)
2478                                         mat_add(mast->free, child);
2479
2480                         } while (r_tmp.node != ancestor);
2481
2482                         *mast->orig_l = l_tmp;
2483                         return true;
2484
2485                 } else if (mast->orig_l->offset != 0) {
2486                         if (!ancestor) {
2487                                 ancestor = mast->orig_l->node;
2488                                 end = mas_data_end(mast->orig_l);
2489                         }
2490
2491                         mast->orig_l->offset--;
2492                         do {
2493                                 mas_descend(mast->orig_l);
2494                                 mast->orig_l->offset =
2495                                         mas_data_end(mast->orig_l);
2496                                 depth--;
2497                         } while (depth);
2498
2499                         mast_rebalance_prev(mast);
2500                         do {
2501                                 unsigned char r_off;
2502                                 struct maple_enode *child = l_tmp.node;
2503
2504                                 mas_ascend(&l_tmp);
2505                                 if (ancestor == l_tmp.node)
2506                                         r_off = end;
2507                                 else
2508                                         r_off = mas_data_end(&l_tmp);
2509
2510                                 if (l_tmp.offset < r_off)
2511                                         l_tmp.offset++;
2512
2513                                 if (l_tmp.offset < r_off)
2514                                         mas_topiary_range(&l_tmp, mast->destroy,
2515                                                           l_tmp.offset, r_off);
2516
2517                                 if (r_tmp.node != child)
2518                                         mat_add(mast->free, child);
2519
2520                         } while (l_tmp.node != ancestor);
2521
2522                         *mast->orig_r = r_tmp;
2523                         return true;
2524                 }
2525         } while (!mte_is_root(mast->orig_r->node));
2526
2527         *mast->orig_r = r_tmp;
2528         *mast->orig_l = l_tmp;
2529         return false;
2530 }
2531
2532 /*
2533  * mast_ascend_free() - Add current original maple state nodes to the free list
2534  * and ascend.
2535  * @mast: the maple subtree state.
2536  *
2537  * Ascend the original left and right sides and add the previous nodes to the
2538  * free list.  Set the slots to point to the correct location in the new nodes.
2539  */
2540 static inline void
2541 mast_ascend_free(struct maple_subtree_state *mast)
2542 {
2543         MA_WR_STATE(wr_mas, mast->orig_r,  NULL);
2544         struct maple_enode *left = mast->orig_l->node;
2545         struct maple_enode *right = mast->orig_r->node;
2546
2547         mas_ascend(mast->orig_l);
2548         mas_ascend(mast->orig_r);
2549         mat_add(mast->free, left);
2550
2551         if (left != right)
2552                 mat_add(mast->free, right);
2553
2554         mast->orig_r->offset = 0;
2555         mast->orig_r->index = mast->r->max;
2556         /* last should be larger than or equal to index */
2557         if (mast->orig_r->last < mast->orig_r->index)
2558                 mast->orig_r->last = mast->orig_r->index;
2559         /*
2560          * The node may not contain the value so set slot to ensure all
2561          * of the nodes contents are freed or destroyed.
2562          */
2563         wr_mas.type = mte_node_type(mast->orig_r->node);
2564         mas_wr_node_walk(&wr_mas);
2565         /* Set up the left side of things */
2566         mast->orig_l->offset = 0;
2567         mast->orig_l->index = mast->l->min;
2568         wr_mas.mas = mast->orig_l;
2569         wr_mas.type = mte_node_type(mast->orig_l->node);
2570         mas_wr_node_walk(&wr_mas);
2571
2572         mast->bn->type = wr_mas.type;
2573 }
2574
2575 /*
2576  * mas_new_ma_node() - Create and return a new maple node.  Helper function.
2577  * @mas: the maple state with the allocations.
2578  * @b_node: the maple_big_node with the type encoding.
2579  *
2580  * Use the node type from the maple_big_node to allocate a new node from the
2581  * ma_state.  This function exists mainly for code readability.
2582  *
2583  * Return: A new maple encoded node
2584  */
2585 static inline struct maple_enode
2586 *mas_new_ma_node(struct ma_state *mas, struct maple_big_node *b_node)
2587 {
2588         return mt_mk_node(ma_mnode_ptr(mas_pop_node(mas)), b_node->type);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * mas_mab_to_node() - Set up right and middle nodes
2593  *
2594  * @mas: the maple state that contains the allocations.
2595  * @b_node: the node which contains the data.
2596  * @left: The pointer which will have the left node
2597  * @right: The pointer which may have the right node
2598  * @middle: the pointer which may have the middle node (rare)
2599  * @mid_split: the split location for the middle node
2600  *
2601  * Return: the split of left.
2602  */
2603 static inline unsigned char mas_mab_to_node(struct ma_state *mas,
2604         struct maple_big_node *b_node, struct maple_enode **left,
2605         struct maple_enode **right, struct maple_enode **middle,
2606         unsigned char *mid_split, unsigned long min)
2607 {
2608         unsigned char split = 0;
2609         unsigned char slot_count = mt_slots[b_node->type];
2610
2611         *left = mas_new_ma_node(mas, b_node);
2612         *right = NULL;
2613         *middle = NULL;
2614         *mid_split = 0;
2615
2616         if (b_node->b_end < slot_count) {
2617                 split = b_node->b_end;
2618         } else {
2619                 split = mab_calc_split(mas, b_node, mid_split, min);
2620                 *right = mas_new_ma_node(mas, b_node);
2621         }
2622
2623         if (*mid_split)
2624                 *middle = mas_new_ma_node(mas, b_node);
2625
2626         return split;
2627
2628 }
2629
2630 /*
2631  * mab_set_b_end() - Add entry to b_node at b_node->b_end and increment the end
2632  * pointer.
2633  * @b_node - the big node to add the entry
2634  * @mas - the maple state to get the pivot (mas->max)
2635  * @entry - the entry to add, if NULL nothing happens.
2636  */
2637 static inline void mab_set_b_end(struct maple_big_node *b_node,
2638                                  struct ma_state *mas,
2639                                  void *entry)
2640 {
2641         if (!entry)
2642                 return;
2643
2644         b_node->slot[b_node->b_end] = entry;
2645         if (mt_is_alloc(mas->tree))
2646                 b_node->gap[b_node->b_end] = mas_max_gap(mas);
2647         b_node->pivot[b_node->b_end++] = mas->max;
2648 }
2649
2650 /*
2651  * mas_set_split_parent() - combine_then_separate helper function.  Sets the parent
2652  * of @mas->node to either @left or @right, depending on @slot and @split
2653  *
2654  * @mas - the maple state with the node that needs a parent
2655  * @left - possible parent 1
2656  * @right - possible parent 2
2657  * @slot - the slot the mas->node was placed
2658  * @split - the split location between @left and @right
2659  */
2660 static inline void mas_set_split_parent(struct ma_state *mas,
2661                                         struct maple_enode *left,
2662                                         struct maple_enode *right,
2663                                         unsigned char *slot, unsigned char split)
2664 {
2665         if (mas_is_none(mas))
2666                 return;
2667
2668         if ((*slot) <= split)
2669                 mte_set_parent(mas->node, left, *slot);
2670         else if (right)
2671                 mte_set_parent(mas->node, right, (*slot) - split - 1);
2672
2673         (*slot)++;
2674 }
2675
2676 /*
2677  * mte_mid_split_check() - Check if the next node passes the mid-split
2678  * @**l: Pointer to left encoded maple node.
2679  * @**m: Pointer to middle encoded maple node.
2680  * @**r: Pointer to right encoded maple node.
2681  * @slot: The offset
2682  * @*split: The split location.
2683  * @mid_split: The middle split.
2684  */
2685 static inline void mte_mid_split_check(struct maple_enode **l,
2686                                        struct maple_enode **r,
2687                                        struct maple_enode *right,
2688                                        unsigned char slot,
2689                                        unsigned char *split,
2690                                        unsigned char mid_split)
2691 {
2692         if (*r == right)
2693                 return;
2694
2695         if (slot < mid_split)
2696                 return;
2697
2698         *l = *r;
2699         *r = right;
2700         *split = mid_split;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * mast_set_split_parents() - Helper function to set three nodes parents.  Slot
2705  * is taken from @mast->l.
2706  * @mast - the maple subtree state
2707  * @left - the left node
2708  * @right - the right node
2709  * @split - the split location.
2710  */
2711 static inline void mast_set_split_parents(struct maple_subtree_state *mast,
2712                                           struct maple_enode *left,
2713                                           struct maple_enode *middle,
2714                                           struct maple_enode *right,
2715                                           unsigned char split,
2716                                           unsigned char mid_split)
2717 {
2718         unsigned char slot;
2719         struct maple_enode *l = left;
2720         struct maple_enode *r = right;
2721
2722         if (mas_is_none(mast->l))
2723                 return;
2724
2725         if (middle)
2726                 r = middle;
2727
2728         slot = mast->l->offset;
2729
2730         mte_mid_split_check(&l, &r, right, slot, &split, mid_split);
2731         mas_set_split_parent(mast->l, l, r, &slot, split);
2732
2733         mte_mid_split_check(&l, &r, right, slot, &split, mid_split);
2734         mas_set_split_parent(mast->m, l, r, &slot, split);
2735
2736         mte_mid_split_check(&l, &r, right, slot, &split, mid_split);
2737         mas_set_split_parent(mast->r, l, r, &slot, split);
2738 }
2739
2740 /*
2741  * mas_wmb_replace() - Write memory barrier and replace
2742  * @mas: The maple state
2743  * @free: the maple topiary list of nodes to free
2744  * @destroy: The maple topiary list of nodes to destroy (walk and free)
2745  *
2746  * Updates gap as necessary.
2747  */
2748 static inline void mas_wmb_replace(struct ma_state *mas,
2749                                    struct ma_topiary *free,
2750                                    struct ma_topiary *destroy)
2751 {
2752         /* All nodes must see old data as dead prior to replacing that data */
2753         smp_wmb(); /* Needed for RCU */
2754
2755         /* Insert the new data in the tree */
2756         mas_replace(mas, true);
2757
2758         if (!mte_is_leaf(mas->node))
2759                 mas_descend_adopt(mas);
2760
2761         mas_mat_free(mas, free);
2762
2763         if (destroy)
2764                 mas_mat_destroy(mas, destroy);
2765
2766         if (mte_is_leaf(mas->node))
2767                 return;
2768
2769         mas_update_gap(mas);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * mast_new_root() - Set a new tree root during subtree creation
2774  * @mast: The maple subtree state
2775  * @mas: The maple state
2776  */
2777 static inline void mast_new_root(struct maple_subtree_state *mast,
2778                                  struct ma_state *mas)
2779 {
2780         mas_mn(mast->l)->parent =
2781                 ma_parent_ptr(((unsigned long)mas->tree | MA_ROOT_PARENT));
2782         if (!mte_dead_node(mast->orig_l->node) &&
2783             !mte_is_root(mast->orig_l->node)) {
2784                 do {
2785                         mast_ascend_free(mast);
2786                         mast_topiary(mast);
2787                 } while (!mte_is_root(mast->orig_l->node));
2788         }
2789         if ((mast->orig_l->node != mas->node) &&
2790                    (mast->l->depth > mas_mt_height(mas))) {
2791                 mat_add(mast->free, mas->node);
2792         }
2793 }
2794
2795 /*
2796  * mast_cp_to_nodes() - Copy data out to nodes.
2797  * @mast: The maple subtree state
2798  * @left: The left encoded maple node
2799  * @middle: The middle encoded maple node
2800  * @right: The right encoded maple node
2801  * @split: The location to split between left and (middle ? middle : right)
2802  * @mid_split: The location to split between middle and right.
2803  */
2804 static inline void mast_cp_to_nodes(struct maple_subtree_state *mast,
2805         struct maple_enode *left, struct maple_enode *middle,
2806         struct maple_enode *right, unsigned char split, unsigned char mid_split)
2807 {
2808         bool new_lmax = true;
2809
2810         mast->l->node = mte_node_or_none(left);
2811         mast->m->node = mte_node_or_none(middle);
2812         mast->r->node = mte_node_or_none(right);
2813
2814         mast->l->min = mast->orig_l->min;
2815         if (split == mast->bn->b_end) {
2816                 mast->l->max = mast->orig_r->max;
2817                 new_lmax = false;
2818         }
2819
2820         mab_mas_cp(mast->bn, 0, split, mast->l, new_lmax);
2821
2822         if (middle) {
2823                 mab_mas_cp(mast->bn, 1 + split, mid_split, mast->m, true);
2824                 mast->m->min = mast->bn->pivot[split] + 1;
2825                 split = mid_split;
2826         }
2827
2828         mast->r->max = mast->orig_r->max;
2829         if (right) {
2830                 mab_mas_cp(mast->bn, 1 + split, mast->bn->b_end, mast->r, false);
2831                 mast->r->min = mast->bn->pivot[split] + 1;
2832         }
2833 }
2834
2835 /*
2836  * mast_combine_cp_left - Copy in the original left side of the tree into the
2837  * combined data set in the maple subtree state big node.
2838  * @mast: The maple subtree state
2839  */
2840 static inline void mast_combine_cp_left(struct maple_subtree_state *mast)
2841 {
2842         unsigned char l_slot = mast->orig_l->offset;
2843
2844         if (!l_slot)
2845                 return;
2846
2847         mas_mab_cp(mast->orig_l, 0, l_slot - 1, mast->bn, 0);
2848 }
2849
2850 /*
2851  * mast_combine_cp_right: Copy in the original right side of the tree into the
2852  * combined data set in the maple subtree state big node.
2853  * @mast: The maple subtree state
2854  */
2855 static inline void mast_combine_cp_right(struct maple_subtree_state *mast)
2856 {
2857         if (mast->bn->pivot[mast->bn->b_end - 1] >= mast->orig_r->max)
2858                 return;
2859
2860         mas_mab_cp(mast->orig_r, mast->orig_r->offset + 1,
2861                    mt_slot_count(mast->orig_r->node), mast->bn,
2862                    mast->bn->b_end);
2863         mast->orig_r->last = mast->orig_r->max;
2864 }
2865
2866 /*
2867  * mast_sufficient: Check if the maple subtree state has enough data in the big
2868  * node to create at least one sufficient node
2869  * @mast: the maple subtree state
2870  */
2871 static inline bool mast_sufficient(struct maple_subtree_state *mast)
2872 {
2873         if (mast->bn->b_end > mt_min_slot_count(mast->orig_l->node))
2874                 return true;
2875
2876         return false;
2877 }
2878
2879 /*
2880  * mast_overflow: Check if there is too much data in the subtree state for a
2881  * single node.
2882  * @mast: The maple subtree state
2883  */
2884 static inline bool mast_overflow(struct maple_subtree_state *mast)
2885 {
2886         if (mast->bn->b_end >= mt_slot_count(mast->orig_l->node))
2887                 return true;
2888
2889         return false;
2890 }
2891
2892 static inline void *mtree_range_walk(struct ma_state *mas)
2893 {
2894         unsigned long *pivots;
2895         unsigned char offset;
2896         struct maple_node *node;
2897         struct maple_enode *next, *last;
2898         enum maple_type type;
2899         void __rcu **slots;
2900         unsigned char end;
2901         unsigned long max, min;
2902         unsigned long prev_max, prev_min;
2903
2904         next = mas->node;
2905         min = mas->min;
2906         max = mas->max;
2907         do {
2908                 offset = 0;
2909                 last = next;
2910                 node = mte_to_node(next);
2911                 type = mte_node_type(next);
2912                 pivots = ma_pivots(node, type);
2913                 end = ma_data_end(node, type, pivots, max);
2914                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
2915                         goto dead_node;
2916
2917                 if (pivots[offset] >= mas->index) {
2918                         prev_max = max;
2919                         prev_min = min;
2920                         max = pivots[offset];
2921                         goto next;
2922                 }
2923
2924                 do {
2925                         offset++;
2926                 } while ((offset < end) && (pivots[offset] < mas->index));
2927
2928                 prev_min = min;
2929                 min = pivots[offset - 1] + 1;
2930                 prev_max = max;
2931                 if (likely(offset < end && pivots[offset]))
2932                         max = pivots[offset];
2933
2934 next:
2935                 slots = ma_slots(node, type);
2936                 next = mt_slot(mas->tree, slots, offset);
2937                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
2938                         goto dead_node;
2939         } while (!ma_is_leaf(type));
2940
2941         mas->offset = offset;
2942         mas->index = min;
2943         mas->last = max;
2944         mas->min = prev_min;
2945         mas->max = prev_max;
2946         mas->node = last;
2947         return (void *) next;
2948
2949 dead_node:
2950         mas_reset(mas);
2951         return NULL;
2952 }
2953
2954 /*
2955  * mas_spanning_rebalance() - Rebalance across two nodes which may not be peers.
2956  * @mas: The starting maple state
2957  * @mast: The maple_subtree_state, keeps track of 4 maple states.
2958  * @count: The estimated count of iterations needed.
2959  *
2960  * Follow the tree upwards from @l_mas and @r_mas for @count, or until the root
2961  * is hit.  First @b_node is split into two entries which are inserted into the
2962  * next iteration of the loop.  @b_node is returned populated with the final
2963  * iteration. @mas is used to obtain allocations.  orig_l_mas keeps track of the
2964  * nodes that will remain active by using orig_l_mas->index and orig_l_mas->last
2965  * to account of what has been copied into the new sub-tree.  The update of
2966  * orig_l_mas->last is used in mas_consume to find the slots that will need to
2967  * be either freed or destroyed.  orig_l_mas->depth keeps track of the height of
2968  * the new sub-tree in case the sub-tree becomes the full tree.
2969  *
2970  * Return: the number of elements in b_node during the last loop.
2971  */
2972 static int mas_spanning_rebalance(struct ma_state *mas,
2973                 struct maple_subtree_state *mast, unsigned char count)
2974 {
2975         unsigned char split, mid_split;
2976         unsigned char slot = 0;
2977         struct maple_enode *left = NULL, *middle = NULL, *right = NULL;
2978
2979         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->index);
2980         MA_STATE(r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
2981         MA_STATE(m_mas, mas->tree, mas->index, mas->index);
2982         MA_TOPIARY(free, mas->tree);
2983         MA_TOPIARY(destroy, mas->tree);
2984
2985         /*
2986          * The tree needs to be rebalanced and leaves need to be kept at the same level.
2987          * Rebalancing is done by use of the ``struct maple_topiary``.
2988          */
2989         mast->l = &l_mas;
2990         mast->m = &m_mas;
2991         mast->r = &r_mas;
2992         mast->free = &free;
2993         mast->destroy = &destroy;
2994         l_mas.node = r_mas.node = m_mas.node = MAS_NONE;
2995         if (!(mast->orig_l->min && mast->orig_r->max == ULONG_MAX) &&
2996             unlikely(mast->bn->b_end <= mt_min_slots[mast->bn->type]))
2997                 mast_spanning_rebalance(mast);
2998
2999         mast->orig_l->depth = 0;
3000
3001         /*
3002          * Each level of the tree is examined and balanced, pushing data to the left or
3003          * right, or rebalancing against left or right nodes is employed to avoid
3004          * rippling up the tree to limit the amount of churn.  Once a new sub-section of
3005          * the tree is created, there may be a mix of new and old nodes.  The old nodes
3006          * will have the incorrect parent pointers and currently be in two trees: the
3007          * original tree and the partially new tree.  To remedy the parent pointers in
3008          * the old tree, the new data is swapped into the active tree and a walk down
3009          * the tree is performed and the parent pointers are updated.
3010          * See mas_descend_adopt() for more information..
3011          */
3012         while (count--) {
3013                 mast->bn->b_end--;
3014                 mast->bn->type = mte_node_type(mast->orig_l->node);
3015                 split = mas_mab_to_node(mas, mast->bn, &left, &right, &middle,
3016                                         &mid_split, mast->orig_l->min);
3017                 mast_set_split_parents(mast, left, middle, right, split,
3018                                        mid_split);
3019                 mast_cp_to_nodes(mast, left, middle, right, split, mid_split);
3020
3021                 /*
3022                  * Copy data from next level in the tree to mast->bn from next
3023                  * iteration
3024                  */
3025                 memset(mast->bn, 0, sizeof(struct maple_big_node));
3026                 mast->bn->type = mte_node_type(left);
3027                 mast->orig_l->depth++;
3028
3029                 /* Root already stored in l->node. */
3030                 if (mas_is_root_limits(mast->l))
3031                         goto new_root;
3032
3033                 mast_ascend_free(mast);
3034                 mast_combine_cp_left(mast);
3035                 l_mas.offset = mast->bn->b_end;
3036                 mab_set_b_end(mast->bn, &l_mas, left);
3037                 mab_set_b_end(mast->bn, &m_mas, middle);
3038                 mab_set_b_end(mast->bn, &r_mas, right);
3039
3040                 /* Copy anything necessary out of the right node. */
3041                 mast_combine_cp_right(mast);
3042                 mast_topiary(mast);
3043                 mast->orig_l->last = mast->orig_l->max;
3044
3045                 if (mast_sufficient(mast))
3046                         continue;
3047
3048                 if (mast_overflow(mast))
3049                         continue;
3050
3051                 /* May be a new root stored in mast->bn */
3052                 if (mas_is_root_limits(mast->orig_l))
3053                         break;
3054
3055                 mast_spanning_rebalance(mast);
3056
3057                 /* rebalancing from other nodes may require another loop. */
3058                 if (!count)
3059                         count++;
3060         }
3061
3062         l_mas.node = mt_mk_node(ma_mnode_ptr(mas_pop_node(mas)),
3063                                 mte_node_type(mast->orig_l->node));
3064         mast->orig_l->depth++;
3065         mab_mas_cp(mast->bn, 0, mt_slots[mast->bn->type] - 1, &l_mas, true);
3066         mte_set_parent(left, l_mas.node, slot);
3067         if (middle)
3068                 mte_set_parent(middle, l_mas.node, ++slot);
3069
3070         if (right)
3071                 mte_set_parent(right, l_mas.node, ++slot);
3072
3073         if (mas_is_root_limits(mast->l)) {
3074 new_root:
3075                 mast_new_root(mast, mas);
3076         } else {
3077                 mas_mn(&l_mas)->parent = mas_mn(mast->orig_l)->parent;
3078         }
3079
3080         if (!mte_dead_node(mast->orig_l->node))
3081                 mat_add(&free, mast->orig_l->node);
3082
3083         mas->depth = mast->orig_l->depth;
3084         *mast->orig_l = l_mas;
3085         mte_set_node_dead(mas->node);
3086
3087         /* Set up mas for insertion. */
3088         mast->orig_l->depth = mas->depth;
3089         mast->orig_l->alloc = mas->alloc;
3090         *mas = *mast->orig_l;
3091         mas_wmb_replace(mas, &free, &destroy);
3092         mtree_range_walk(mas);
3093         return mast->bn->b_end;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * mas_rebalance() - Rebalance a given node.
3098  * @mas: The maple state
3099  * @b_node: The big maple node.
3100  *
3101  * Rebalance two nodes into a single node or two new nodes that are sufficient.
3102  * Continue upwards until tree is sufficient.
3103  *
3104  * Return: the number of elements in b_node during the last loop.
3105  */
3106 static inline int mas_rebalance(struct ma_state *mas,
3107                                 struct maple_big_node *b_node)
3108 {
3109         char empty_count = mas_mt_height(mas);
3110         struct maple_subtree_state mast;
3111         unsigned char shift, b_end = ++b_node->b_end;
3112
3113         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3114         MA_STATE(r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3115
3116         trace_ma_op(__func__, mas);
3117
3118         /*
3119          * Rebalancing occurs if a node is insufficient.  Data is rebalanced
3120          * against the node to the right if it exists, otherwise the node to the
3121          * left of this node is rebalanced against this node.  If rebalancing
3122          * causes just one node to be produced instead of two, then the parent
3123          * is also examined and rebalanced if it is insufficient.  Every level
3124          * tries to combine the data in the same way.  If one node contains the
3125          * entire range of the tree, then that node is used as a new root node.
3126          */
3127         mas_node_count(mas, 1 + empty_count * 3);
3128         if (mas_is_err(mas))
3129                 return 0;
3130
3131         mast.orig_l = &l_mas;
3132         mast.orig_r = &r_mas;
3133         mast.bn = b_node;
3134         mast.bn->type = mte_node_type(mas->node);
3135
3136         l_mas = r_mas = *mas;
3137
3138         if (mas_next_sibling(&r_mas)) {
3139                 mas_mab_cp(&r_mas, 0, mt_slot_count(r_mas.node), b_node, b_end);
3140                 r_mas.last = r_mas.index = r_mas.max;
3141         } else {
3142                 mas_prev_sibling(&l_mas);
3143                 shift = mas_data_end(&l_mas) + 1;
3144                 mab_shift_right(b_node, shift);
3145                 mas->offset += shift;
3146                 mas_mab_cp(&l_mas, 0, shift - 1, b_node, 0);
3147                 b_node->b_end = shift + b_end;
3148                 l_mas.index = l_mas.last = l_mas.min;
3149         }
3150
3151         return mas_spanning_rebalance(mas, &mast, empty_count);
3152 }
3153
3154 /*
3155  * mas_destroy_rebalance() - Rebalance left-most node while destroying the maple
3156  * state.
3157  * @mas: The maple state
3158  * @end: The end of the left-most node.
3159  *
3160  * During a mass-insert event (such as forking), it may be necessary to
3161  * rebalance the left-most node when it is not sufficient.
3162  */
3163 static inline void mas_destroy_rebalance(struct ma_state *mas, unsigned char end)
3164 {
3165         enum maple_type mt = mte_node_type(mas->node);
3166         struct maple_node reuse, *newnode, *parent, *new_left, *left, *node;
3167         struct maple_enode *eparent;
3168         unsigned char offset, tmp, split = mt_slots[mt] / 2;
3169         void __rcu **l_slots, **slots;
3170         unsigned long *l_pivs, *pivs, gap;
3171         bool in_rcu = mt_in_rcu(mas->tree);
3172
3173         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3174
3175         l_mas = *mas;
3176         mas_prev_sibling(&l_mas);
3177
3178         /* set up node. */
3179         if (in_rcu) {
3180                 /* Allocate for both left and right as well as parent. */
3181                 mas_node_count(mas, 3);
3182                 if (mas_is_err(mas))
3183                         return;
3184
3185                 newnode = mas_pop_node(mas);
3186         } else {
3187                 newnode = &reuse;
3188         }
3189
3190         node = mas_mn(mas);
3191         newnode->parent = node->parent;
3192         slots = ma_slots(newnode, mt);
3193         pivs = ma_pivots(newnode, mt);
3194         left = mas_mn(&l_mas);
3195         l_slots = ma_slots(left, mt);
3196         l_pivs = ma_pivots(left, mt);
3197         if (!l_slots[split])
3198                 split++;
3199         tmp = mas_data_end(&l_mas) - split;
3200
3201         memcpy(slots, l_slots + split + 1, sizeof(void *) * tmp);
3202         memcpy(pivs, l_pivs + split + 1, sizeof(unsigned long) * tmp);
3203         pivs[tmp] = l_mas.max;
3204         memcpy(slots + tmp, ma_slots(node, mt), sizeof(void *) * end);
3205         memcpy(pivs + tmp, ma_pivots(node, mt), sizeof(unsigned long) * end);
3206
3207         l_mas.max = l_pivs[split];
3208         mas->min = l_mas.max + 1;
3209         eparent = mt_mk_node(mte_parent(l_mas.node),
3210                              mas_parent_enum(&l_mas, l_mas.node));
3211         tmp += end;
3212         if (!in_rcu) {
3213                 unsigned char max_p = mt_pivots[mt];
3214                 unsigned char max_s = mt_slots[mt];
3215
3216                 if (tmp < max_p)
3217                         memset(pivs + tmp, 0,
3218                                sizeof(unsigned long *) * (max_p - tmp));
3219
3220                 if (tmp < mt_slots[mt])
3221                         memset(slots + tmp, 0, sizeof(void *) * (max_s - tmp));
3222
3223                 memcpy(node, newnode, sizeof(struct maple_node));
3224                 ma_set_meta(node, mt, 0, tmp - 1);
3225                 mte_set_pivot(eparent, mte_parent_slot(l_mas.node),
3226                               l_pivs[split]);
3227
3228                 /* Remove data from l_pivs. */
3229                 tmp = split + 1;
3230                 memset(l_pivs + tmp, 0, sizeof(unsigned long) * (max_p - tmp));
3231                 memset(l_slots + tmp, 0, sizeof(void *) * (max_s - tmp));
3232                 ma_set_meta(left, mt, 0, split);
3233
3234                 goto done;
3235         }
3236
3237         /* RCU requires replacing both l_mas, mas, and parent. */
3238         mas->node = mt_mk_node(newnode, mt);
3239         ma_set_meta(newnode, mt, 0, tmp);
3240
3241         new_left = mas_pop_node(mas);
3242         new_left->parent = left->parent;
3243         mt = mte_node_type(l_mas.node);
3244         slots = ma_slots(new_left, mt);
3245         pivs = ma_pivots(new_left, mt);
3246         memcpy(slots, l_slots, sizeof(void *) * split);
3247         memcpy(pivs, l_pivs, sizeof(unsigned long) * split);
3248         ma_set_meta(new_left, mt, 0, split);
3249         l_mas.node = mt_mk_node(new_left, mt);
3250
3251         /* replace parent. */
3252         offset = mte_parent_slot(mas->node);
3253         mt = mas_parent_enum(&l_mas, l_mas.node);
3254         parent = mas_pop_node(mas);
3255         slots = ma_slots(parent, mt);
3256         pivs = ma_pivots(parent, mt);
3257         memcpy(parent, mte_to_node(eparent), sizeof(struct maple_node));
3258         rcu_assign_pointer(slots[offset], mas->node);
3259         rcu_assign_pointer(slots[offset - 1], l_mas.node);
3260         pivs[offset - 1] = l_mas.max;
3261         eparent = mt_mk_node(parent, mt);
3262 done:
3263         gap = mas_leaf_max_gap(mas);
3264         mte_set_gap(eparent, mte_parent_slot(mas->node), gap);
3265         gap = mas_leaf_max_gap(&l_mas);
3266         mte_set_gap(eparent, mte_parent_slot(l_mas.node), gap);
3267         mas_ascend(mas);
3268
3269         if (in_rcu)
3270                 mas_replace(mas, false);
3271
3272         mas_update_gap(mas);
3273 }
3274
3275 /*
3276  * mas_split_final_node() - Split the final node in a subtree operation.
3277  * @mast: the maple subtree state
3278  * @mas: The maple state
3279  * @height: The height of the tree in case it's a new root.
3280  */
3281 static inline bool mas_split_final_node(struct maple_subtree_state *mast,
3282                                         struct ma_state *mas, int height)
3283 {
3284         struct maple_enode *ancestor;
3285
3286         if (mte_is_root(mas->node)) {
3287                 if (mt_is_alloc(mas->tree))
3288                         mast->bn->type = maple_arange_64;
3289                 else
3290                         mast->bn->type = maple_range_64;
3291                 mas->depth = height;
3292         }
3293         /*
3294          * Only a single node is used here, could be root.
3295          * The Big_node data should just fit in a single node.
3296          */
3297         ancestor = mas_new_ma_node(mas, mast->bn);
3298         mte_set_parent(mast->l->node, ancestor, mast->l->offset);
3299         mte_set_parent(mast->r->node, ancestor, mast->r->offset);
3300         mte_to_node(ancestor)->parent = mas_mn(mas)->parent;
3301
3302         mast->l->node = ancestor;
3303         mab_mas_cp(mast->bn, 0, mt_slots[mast->bn->type] - 1, mast->l, true);
3304         mas->offset = mast->bn->b_end - 1;
3305         return true;
3306 }
3307
3308 /*
3309  * mast_fill_bnode() - Copy data into the big node in the subtree state
3310  * @mast: The maple subtree state
3311  * @mas: the maple state
3312  * @skip: The number of entries to skip for new nodes insertion.
3313  */
3314 static inline void mast_fill_bnode(struct maple_subtree_state *mast,
3315                                          struct ma_state *mas,
3316                                          unsigned char skip)
3317 {
3318         bool cp = true;
3319         struct maple_enode *old = mas->node;
3320         unsigned char split;
3321
3322         memset(mast->bn->gap, 0, sizeof(unsigned long) * ARRAY_SIZE(mast->bn->gap));
3323         memset(mast->bn->slot, 0, sizeof(unsigned long) * ARRAY_SIZE(mast->bn->slot));
3324         memset(mast->bn->pivot, 0, sizeof(unsigned long) * ARRAY_SIZE(mast->bn->pivot));
3325         mast->bn->b_end = 0;
3326
3327         if (mte_is_root(mas->node)) {
3328                 cp = false;
3329         } else {
3330                 mas_ascend(mas);
3331                 mat_add(mast->free, old);
3332                 mas->offset = mte_parent_slot(mas->node);
3333         }
3334
3335         if (cp && mast->l->offset)
3336                 mas_mab_cp(mas, 0, mast->l->offset - 1, mast->bn, 0);
3337
3338         split = mast->bn->b_end;
3339         mab_set_b_end(mast->bn, mast->l, mast->l->node);
3340         mast->r->offset = mast->bn->b_end;
3341         mab_set_b_end(mast->bn, mast->r, mast->r->node);
3342         if (mast->bn->pivot[mast->bn->b_end - 1] == mas->max)
3343                 cp = false;
3344
3345         if (cp)
3346                 mas_mab_cp(mas, split + skip, mt_slot_count(mas->node) - 1,
3347                            mast->bn, mast->bn->b_end);
3348
3349         mast->bn->b_end--;
3350         mast->bn->type = mte_node_type(mas->node);
3351 }
3352
3353 /*
3354  * mast_split_data() - Split the data in the subtree state big node into regular
3355  * nodes.
3356  * @mast: The maple subtree state
3357  * @mas: The maple state
3358  * @split: The location to split the big node
3359  */
3360 static inline void mast_split_data(struct maple_subtree_state *mast,
3361            struct ma_state *mas, unsigned char split)
3362 {
3363         unsigned char p_slot;
3364
3365         mab_mas_cp(mast->bn, 0, split, mast->l, true);
3366         mte_set_pivot(mast->r->node, 0, mast->r->max);
3367         mab_mas_cp(mast->bn, split + 1, mast->bn->b_end, mast->r, false);
3368         mast->l->offset = mte_parent_slot(mas->node);
3369         mast->l->max = mast->bn->pivot[split];
3370         mast->r->min = mast->l->max + 1;
3371         if (mte_is_leaf(mas->node))
3372                 return;
3373
3374         p_slot = mast->orig_l->offset;
3375         mas_set_split_parent(mast->orig_l, mast->l->node, mast->r->node,
3376                              &p_slot, split);
3377         mas_set_split_parent(mast->orig_r, mast->l->node, mast->r->node,
3378                              &p_slot, split);
3379 }
3380
3381 /*
3382  * mas_push_data() - Instead of splitting a node, it is beneficial to push the
3383  * data to the right or left node if there is room.
3384  * @mas: The maple state
3385  * @height: The current height of the maple state
3386  * @mast: The maple subtree state
3387  * @left: Push left or not.
3388  *
3389  * Keeping the height of the tree low means faster lookups.
3390  *
3391  * Return: True if pushed, false otherwise.
3392  */
3393 static inline bool mas_push_data(struct ma_state *mas, int height,
3394                                  struct maple_subtree_state *mast, bool left)
3395 {
3396         unsigned char slot_total = mast->bn->b_end;
3397         unsigned char end, space, split;
3398
3399         MA_STATE(tmp_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3400         tmp_mas = *mas;
3401         tmp_mas.depth = mast->l->depth;
3402
3403         if (left && !mas_prev_sibling(&tmp_mas))
3404                 return false;
3405         else if (!left && !mas_next_sibling(&tmp_mas))
3406                 return false;
3407
3408         end = mas_data_end(&tmp_mas);
3409         slot_total += end;
3410         space = 2 * mt_slot_count(mas->node) - 2;
3411         /* -2 instead of -1 to ensure there isn't a triple split */
3412         if (ma_is_leaf(mast->bn->type))
3413                 space--;
3414
3415         if (mas->max == ULONG_MAX)
3416                 space--;
3417
3418         if (slot_total >= space)
3419                 return false;
3420
3421         /* Get the data; Fill mast->bn */
3422         mast->bn->b_end++;
3423         if (left) {
3424                 mab_shift_right(mast->bn, end + 1);
3425                 mas_mab_cp(&tmp_mas, 0, end, mast->bn, 0);
3426                 mast->bn->b_end = slot_total + 1;
3427         } else {
3428                 mas_mab_cp(&tmp_mas, 0, end, mast->bn, mast->bn->b_end);
3429         }
3430
3431         /* Configure mast for splitting of mast->bn */
3432         split = mt_slots[mast->bn->type] - 2;
3433         if (left) {
3434                 /*  Switch mas to prev node  */
3435                 mat_add(mast->free, mas->node);
3436                 *mas = tmp_mas;
3437                 /* Start using mast->l for the left side. */
3438                 tmp_mas.node = mast->l->node;
3439                 *mast->l = tmp_mas;
3440         } else {
3441                 mat_add(mast->free, tmp_mas.node);
3442                 tmp_mas.node = mast->r->node;
3443                 *mast->r = tmp_mas;
3444                 split = slot_total - split;
3445         }
3446         split = mab_no_null_split(mast->bn, split, mt_slots[mast->bn->type]);
3447         /* Update parent slot for split calculation. */
3448         if (left)
3449                 mast->orig_l->offset += end + 1;
3450
3451         mast_split_data(mast, mas, split);
3452         mast_fill_bnode(mast, mas, 2);
3453         mas_split_final_node(mast, mas, height + 1);
3454         return true;
3455 }
3456
3457 /*
3458  * mas_split() - Split data that is too big for one node into two.
3459  * @mas: The maple state
3460  * @b_node: The maple big node
3461  * Return: 1 on success, 0 on failure.
3462  */
3463 static int mas_split(struct ma_state *mas, struct maple_big_node *b_node)
3464 {
3465
3466         struct maple_subtree_state mast;
3467         int height = 0;
3468         unsigned char mid_split, split = 0;
3469
3470         /*
3471          * Splitting is handled differently from any other B-tree; the Maple
3472          * Tree splits upwards.  Splitting up means that the split operation
3473          * occurs when the walk of the tree hits the leaves and not on the way
3474          * down.  The reason for splitting up is that it is impossible to know
3475          * how much space will be needed until the leaf is (or leaves are)
3476          * reached.  Since overwriting data is allowed and a range could
3477          * overwrite more than one range or result in changing one entry into 3
3478          * entries, it is impossible to know if a split is required until the
3479          * data is examined.
3480          *
3481          * Splitting is a balancing act between keeping allocations to a minimum
3482          * and avoiding a 'jitter' event where a tree is expanded to make room
3483          * for an entry followed by a contraction when the entry is removed.  To
3484          * accomplish the balance, there are empty slots remaining in both left
3485          * and right nodes after a split.
3486          */
3487         MA_STATE(l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3488         MA_STATE(r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3489         MA_STATE(prev_l_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3490         MA_STATE(prev_r_mas, mas->tree, mas->index, mas->last);
3491         MA_TOPIARY(mat, mas->tree);
3492
3493         trace_ma_op(__func__, mas);
3494         mas->depth = mas_mt_height(mas);
3495         /* Allocation failures will happen early. */
3496         mas_node_count(mas, 1 + mas->depth * 2);
3497         if (mas_is_err(mas))
3498                 return 0;
3499
3500         mast.l = &l_mas;
3501         mast.r = &r_mas;
3502         mast.orig_l = &prev_l_mas;
3503         mast.orig_r = &prev_r_mas;
3504         mast.free = &mat;
3505         mast.bn = b_node;
3506
3507         while (height++ <= mas->depth) {
3508                 if (mt_slots[b_node->type] > b_node->b_end) {
3509                         mas_split_final_node(&mast, mas, height);
3510                         break;
3511                 }
3512
3513                 l_mas = r_mas = *mas;
3514                 l_mas.node = mas_new_ma_node(mas, b_node);
3515                 r_mas.node = mas_new_ma_node(mas, b_node);
3516                 /*
3517                  * Another way that 'jitter' is avoided is to terminate a split up early if the
3518                  * left or right node has space to spare.  This is referred to as "pushing left"
3519                  * or "pushing right" and is similar to the B* tree, except the nodes left or
3520                  * right can rarely be reused due to RCU, but the ripple upwards is halted which
3521                  * is a significant savings.
3522                  */
3523                 /* Try to push left. */
3524                 if (mas_push_data(mas, height, &mast, true))
3525                         break;
3526
3527                 /* Try to push right. */
3528                 if (mas_push_data(mas, height, &mast, false))
3529                         break;
3530
3531                 split = mab_calc_split(mas, b_node, &mid_split, prev_l_mas.min);
3532                 mast_split_data(&mast, mas, split);
3533                 /*
3534                  * Usually correct, mab_mas_cp in the above call overwrites
3535                  * r->max.
3536                  */
3537                 mast.r->max = mas->max;
3538                 mast_fill_bnode(&mast, mas, 1);
3539                 prev_l_mas = *mast.l;
3540                 prev_r_mas = *mast.r;
3541         }
3542
3543         /* Set the original node as dead */
3544         mat_add(mast.free, mas->node);
3545         mas->node = l_mas.node;
3546         mas_wmb_replace(mas, mast.free, NULL);
3547         mtree_range_walk(mas);
3548         return 1;
3549 }
3550
3551 /*
3552  * mas_reuse_node() - Reuse the node to store the data.
3553  * @wr_mas: The maple write state
3554  * @bn: The maple big node
3555  * @end: The end of the data.
3556  *
3557  * Will always return false in RCU mode.
3558  *
3559  * Return: True if node was reused, false otherwise.
3560  */
3561 static inline bool mas_reuse_node(struct ma_wr_state *wr_mas,
3562                           struct maple_big_node *bn, unsigned char end)
3563 {
3564         /* Need to be rcu safe. */
3565         if (mt_in_rcu(wr_mas->mas->tree))
3566                 return false;
3567
3568         if (end > bn->b_end) {
3569                 int clear = mt_slots[wr_mas->type] - bn->b_end;
3570
3571                 memset(wr_mas->slots + bn->b_end, 0, sizeof(void *) * clear--);
3572                 memset(wr_mas->pivots + bn->b_end, 0, sizeof(void *) * clear);
3573         }
3574         mab_mas_cp(bn, 0, bn->b_end, wr_mas->mas, false);
3575         return true;
3576 }
3577
3578 /*
3579  * mas_commit_b_node() - Commit the big node into the tree.
3580  * @wr_mas: The maple write state
3581  * @b_node: The maple big node
3582  * @end: The end of the data.
3583  */
3584 static inline int mas_commit_b_node(struct ma_wr_state *wr_mas,
3585                             struct maple_big_node *b_node, unsigned char end)
3586 {
3587         struct maple_node *node;
3588         unsigned char b_end = b_node->b_end;
3589         enum maple_type b_type = b_node->type;
3590
3591         if ((b_end < mt_min_slots[b_type]) &&
3592             (!mte_is_root(wr_mas->mas->node)) &&
3593             (mas_mt_height(wr_mas->mas) > 1))
3594                 return mas_rebalance(wr_mas->mas, b_node);
3595
3596         if (b_end >= mt_slots[b_type])
3597                 return mas_split(wr_mas->mas, b_node);
3598
3599         if (mas_reuse_node(wr_mas, b_node, end))
3600                 goto reuse_node;
3601
3602         mas_node_count(wr_mas->mas, 1);
3603         if (mas_is_err(wr_mas->mas))
3604                 return 0;
3605
3606         node = mas_pop_node(wr_mas->mas);
3607         node->parent = mas_mn(wr_mas->mas)->parent;
3608         wr_mas->mas->node = mt_mk_node(node, b_type);
3609         mab_mas_cp(b_node, 0, b_end, wr_mas->mas, true);
3610
3611         mas_replace(wr_mas->mas, false);
3612 reuse_node:
3613         mas_update_gap(wr_mas->mas);
3614         return 1;
3615 }
3616
3617 /*
3618  * mas_root_expand() - Expand a root to a node
3619  * @mas: The maple state
3620  * @entry: The entry to store into the tree
3621  */
3622 static inline int mas_root_expand(struct ma_state *mas, void *entry)
3623 {
3624         void *contents = mas_root_locked(mas);
3625         enum maple_type type = maple_leaf_64;
3626         struct maple_node *node;
3627         void __rcu **slots;
3628         unsigned long *pivots;
3629         int slot = 0;
3630
3631         mas_node_count(mas, 1);
3632         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
3633                 return 0;
3634
3635         node = mas_pop_node(mas);
3636         pivots = ma_pivots(node, type);
3637         slots = ma_slots(node, type);
3638         node->parent = ma_parent_ptr(
3639                       ((unsigned long)mas->tree | MA_ROOT_PARENT));
3640         mas->node = mt_mk_node(node, type);
3641
3642         if (mas->index) {
3643                 if (contents) {
3644                         rcu_assign_pointer(slots[slot], contents);
3645                         if (likely(mas->index > 1))
3646                                 slot++;
3647                 }
3648                 pivots[slot++] = mas->index - 1;
3649         }
3650
3651         rcu_assign_pointer(slots[slot], entry);
3652         mas->offset = slot;
3653         pivots[slot] = mas->last;
3654         if (mas->last != ULONG_MAX)
3655                 slot++;
3656         mas->depth = 1;
3657         mas_set_height(mas);
3658
3659         /* swap the new root into the tree */
3660         rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, mte_mk_root(mas->node));
3661         ma_set_meta(node, maple_leaf_64, 0, slot);
3662         return slot;
3663 }
3664
3665 static inline void mas_store_root(struct ma_state *mas, void *entry)
3666 {
3667         if (likely((mas->last != 0) || (mas->index != 0)))
3668                 mas_root_expand(mas, entry);
3669         else if (((unsigned long) (entry) & 3) == 2)
3670                 mas_root_expand(mas, entry);
3671         else {
3672                 rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, entry);
3673                 mas->node = MAS_START;
3674         }
3675 }
3676
3677 /*
3678  * mas_is_span_wr() - Check if the write needs to be treated as a write that
3679  * spans the node.
3680  * @mas: The maple state
3681  * @piv: The pivot value being written
3682  * @type: The maple node type
3683  * @entry: The data to write
3684  *
3685  * Spanning writes are writes that start in one node and end in another OR if
3686  * the write of a %NULL will cause the node to end with a %NULL.
3687  *
3688  * Return: True if this is a spanning write, false otherwise.
3689  */
3690 static bool mas_is_span_wr(struct ma_wr_state *wr_mas)
3691 {
3692         unsigned long max;
3693         unsigned long last = wr_mas->mas->last;
3694         unsigned long piv = wr_mas->r_max;
3695         enum maple_type type = wr_mas->type;
3696         void *entry = wr_mas->entry;
3697
3698         /* Contained in this pivot */
3699         if (piv > last)
3700                 return false;
3701
3702         max = wr_mas->mas->max;
3703         if (unlikely(ma_is_leaf(type))) {
3704                 /* Fits in the node, but may span slots. */
3705                 if (last < max)
3706                         return false;
3707
3708                 /* Writes to the end of the node but not null. */
3709                 if ((last == max) && entry)
3710                         return false;
3711
3712                 /*
3713                  * Writing ULONG_MAX is not a spanning write regardless of the
3714                  * value being written as long as the range fits in the node.
3715                  */
3716                 if ((last == ULONG_MAX) && (last == max))
3717                         return false;
3718         } else if (piv == last) {
3719                 if (entry)
3720                         return false;
3721
3722                 /* Detect spanning store wr walk */
3723                 if (last == ULONG_MAX)
3724                         return false;
3725         }
3726
3727         trace_ma_write(__func__, wr_mas->mas, piv, entry);
3728
3729         return true;
3730 }
3731
3732 static inline void mas_wr_walk_descend(struct ma_wr_state *wr_mas)
3733 {
3734         wr_mas->mas->depth++;
3735         wr_mas->type = mte_node_type(wr_mas->mas->node);
3736         mas_wr_node_walk(wr_mas);
3737         wr_mas->slots = ma_slots(wr_mas->node, wr_mas->type);
3738 }
3739
3740 static inline void mas_wr_walk_traverse(struct ma_wr_state *wr_mas)
3741 {
3742         wr_mas->mas->max = wr_mas->r_max;
3743         wr_mas->mas->min = wr_mas->r_min;
3744         wr_mas->mas->node = wr_mas->content;
3745         wr_mas->mas->offset = 0;
3746 }
3747 /*
3748  * mas_wr_walk() - Walk the tree for a write.
3749  * @wr_mas: The maple write state
3750  *
3751  * Uses mas_slot_locked() and does not need to worry about dead nodes.
3752  *
3753  * Return: True if it's contained in a node, false on spanning write.
3754  */
3755 static bool mas_wr_walk(struct ma_wr_state *wr_mas)
3756 {
3757         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3758
3759         while (true) {
3760                 mas_wr_walk_descend(wr_mas);
3761                 if (unlikely(mas_is_span_wr(wr_mas)))
3762                         return false;
3763
3764                 wr_mas->content = mas_slot_locked(mas, wr_mas->slots,
3765                                                   mas->offset);
3766                 if (ma_is_leaf(wr_mas->type))
3767                         return true;
3768
3769                 mas_wr_walk_traverse(wr_mas);
3770         }
3771
3772         return true;
3773 }
3774
3775 static bool mas_wr_walk_index(struct ma_wr_state *wr_mas)
3776 {
3777         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
3778
3779         while (true) {
3780                 mas_wr_walk_descend(wr_mas);
3781                 wr_mas->content = mas_slot_locked(mas, wr_mas->slots,
3782                                                   mas->offset);
3783                 if (ma_is_leaf(wr_mas->type))
3784                         return true;
3785                 mas_wr_walk_traverse(wr_mas);
3786
3787         }
3788         return true;
3789 }
3790 /*
3791  * mas_extend_spanning_null() - Extend a store of a %NULL to include surrounding %NULLs.
3792  * @l_wr_mas: The left maple write state
3793  * @r_wr_mas: The right maple write state
3794  */
3795 static inline void mas_extend_spanning_null(struct ma_wr_state *l_wr_mas,
3796                                             struct ma_wr_state *r_wr_mas)
3797 {
3798         struct ma_state *r_mas = r_wr_mas->mas;
3799         struct ma_state *l_mas = l_wr_mas->mas;
3800         unsigned char l_slot;
3801
3802         l_slot = l_mas->offset;
3803         if (!l_wr_mas->content)
3804                 l_mas->index = l_wr_mas->r_min;
3805
3806         if ((l_mas->index == l_wr_mas->r_min) &&
3807                  (l_slot &&
3808                   !mas_slot_locked(l_mas, l_wr_mas->slots, l_slot - 1))) {
3809                 if (l_slot > 1)
3810                         l_mas->index = l_wr_mas->pivots[l_slot - 2] + 1;
3811                 else
3812                         l_mas->index = l_mas->min;
3813
3814                 l_mas->offset = l_slot - 1;
3815         }
3816
3817         if (!r_wr_mas->content) {
3818                 if (r_mas->last < r_wr_mas->r_max)
3819                         r_mas->last = r_wr_mas->r_max;
3820                 r_mas->offset++;
3821         } else if ((r_mas->last == r_wr_mas->r_max) &&
3822             (r_mas->last < r_mas->max) &&
3823             !mas_slot_locked(r_mas, r_wr_mas->slots, r_mas->offset + 1)) {
3824                 r_mas->last = mas_safe_pivot(r_mas, r_wr_mas->pivots,
3825                                              r_wr_mas->type, r_mas->offset + 1);
3826                 r_mas->offset++;
3827         }
3828 }
3829
3830 static inline void *mas_state_walk(struct ma_state *mas)
3831 {
3832         void *entry;
3833
3834         entry = mas_start(mas);
3835         if (mas_is_none(mas))
3836                 return NULL;
3837
3838         if (mas_is_ptr(mas))
3839                 return entry;
3840
3841         return mtree_range_walk(mas);
3842 }
3843
3844 /*
3845  * mtree_lookup_walk() - Internal quick lookup that does not keep maple state up
3846  * to date.
3847  *
3848  * @mas: The maple state.
3849  *
3850  * Note: Leaves mas in undesirable state.
3851  * Return: The entry for @mas->index or %NULL on dead node.
3852  */
3853 static inline void *mtree_lookup_walk(struct ma_state *mas)
3854 {
3855         unsigned long *pivots;
3856         unsigned char offset;
3857         struct maple_node *node;
3858         struct maple_enode *next;
3859         enum maple_type type;
3860         void __rcu **slots;
3861         unsigned char end;
3862         unsigned long max;
3863
3864         next = mas->node;
3865         max = ULONG_MAX;
3866         do {
3867                 offset = 0;
3868                 node = mte_to_node(next);
3869                 type = mte_node_type(next);
3870                 pivots = ma_pivots(node, type);
3871                 end = ma_data_end(node, type, pivots, max);
3872                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
3873                         goto dead_node;
3874
3875                 if (pivots[offset] >= mas->index)
3876                         goto next;
3877
3878                 do {
3879                         offset++;
3880                 } while ((offset < end) && (pivots[offset] < mas->index));
3881
3882                 if (likely(offset > end))
3883                         max = pivots[offset];
3884
3885 next:
3886                 slots = ma_slots(node, type);
3887                 next = mt_slot(mas->tree, slots, offset);
3888                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
3889                         goto dead_node;
3890         } while (!ma_is_leaf(type));
3891
3892         return (void *) next;
3893
3894 dead_node:
3895         mas_reset(mas);
3896         return NULL;
3897 }
3898
3899 /*
3900  * mas_new_root() - Create a new root node that only contains the entry passed
3901  * in.
3902  * @mas: The maple state
3903  * @entry: The entry to store.
3904  *
3905  * Only valid when the index == 0 and the last == ULONG_MAX
3906  *
3907  * Return 0 on error, 1 on success.
3908  */
3909 static inline int mas_new_root(struct ma_state *mas, void *entry)
3910 {
3911         struct maple_enode *root = mas_root_locked(mas);
3912         enum maple_type type = maple_leaf_64;
3913         struct maple_node *node;
3914         void __rcu **slots;
3915         unsigned long *pivots;
3916
3917         if (!entry && !mas->index && mas->last == ULONG_MAX) {
3918                 mas->depth = 0;
3919                 mas_set_height(mas);
3920                 rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, entry);
3921                 mas->node = MAS_START;
3922                 goto done;
3923         }
3924
3925         mas_node_count(mas, 1);
3926         if (mas_is_err(mas))
3927                 return 0;
3928
3929         node = mas_pop_node(mas);
3930         pivots = ma_pivots(node, type);
3931         slots = ma_slots(node, type);
3932         node->parent = ma_parent_ptr(
3933                       ((unsigned long)mas->tree | MA_ROOT_PARENT));
3934         mas->node = mt_mk_node(node, type);
3935         rcu_assign_pointer(slots[0], entry);
3936         pivots[0] = mas->last;
3937         mas->depth = 1;
3938         mas_set_height(mas);
3939         rcu_assign_pointer(mas->tree->ma_root, mte_mk_root(mas->node));
3940
3941 done:
3942         if (xa_is_node(root))
3943                 mte_destroy_walk(root, mas->tree);
3944
3945         return 1;
3946 }
3947 /*
3948  * mas_wr_spanning_store() - Create a subtree with the store operation completed
3949  * and new nodes where necessary, then place the sub-tree in the actual tree.
3950  * Note that mas is expected to point to the node which caused the store to
3951  * span.
3952  * @wr_mas: The maple write state
3953  *
3954  * Return: 0 on error, positive on success.
3955  */
3956 static inline int mas_wr_spanning_store(struct ma_wr_state *wr_mas)
3957 {
3958         struct maple_subtree_state mast;
3959         struct maple_big_node b_node;
3960         struct ma_state *mas;
3961         unsigned char height;
3962
3963         /* Left and Right side of spanning store */
3964         MA_STATE(l_mas, NULL, 0, 0);
3965         MA_STATE(r_mas, NULL, 0, 0);
3966
3967         MA_WR_STATE(r_wr_mas, &r_mas, wr_mas->entry);
3968         MA_WR_STATE(l_wr_mas, &l_mas, wr_mas->entry);
3969
3970         /*
3971          * A store operation that spans multiple nodes is called a spanning
3972          * store and is handled early in the store call stack by the function
3973          * mas_is_span_wr().  When a spanning store is identified, the maple
3974          * state is duplicated.  The first maple state walks the left tree path
3975          * to ``index``, the duplicate walks the right tree path to ``last``.
3976          * The data in the two nodes are combined into a single node, two nodes,
3977          * or possibly three nodes (see the 3-way split above).  A ``NULL``
3978          * written to the last entry of a node is considered a spanning store as
3979          * a rebalance is required for the operation to complete and an overflow
3980          * of data may happen.
3981          */
3982         mas = wr_mas->mas;
3983         trace_ma_op(__func__, mas);
3984
3985         if (unlikely(!mas->index && mas->last == ULONG_MAX))
3986                 return mas_new_root(mas, wr_mas->entry);
3987         /*
3988          * Node rebalancing may occur due to this store, so there may be three new
3989          * entries per level plus a new root.
3990          */
3991         height = mas_mt_height(mas);
3992         mas_node_count(mas, 1 + height * 3);
3993         if (mas_is_err(mas))
3994                 return 0;
3995
3996         /*
3997          * Set up right side.  Need to get to the next offset after the spanning
3998          * store to ensure it's not NULL and to combine both the next node and
3999          * the node with the start together.
4000          */
4001         r_mas = *mas;
4002         /* Avoid overflow, walk to next slot in the tree. */
4003         if (r_mas.last + 1)
4004                 r_mas.last++;
4005
4006         r_mas.index = r_mas.last;
4007         mas_wr_walk_index(&r_wr_mas);
4008         r_mas.last = r_mas.index = mas->last;
4009
4010         /* Set up left side. */
4011         l_mas = *mas;
4012         mas_wr_walk_index(&l_wr_mas);
4013
4014         if (!wr_mas->entry) {
4015                 mas_extend_spanning_null(&l_wr_mas, &r_wr_mas);
4016                 mas->offset = l_mas.offset;
4017                 mas->index = l_mas.index;
4018                 mas->last = l_mas.last = r_mas.last;
4019         }
4020
4021         /* expanding NULLs may make this cover the entire range */
4022         if (!l_mas.index && r_mas.last == ULONG_MAX) {
4023                 mas_set_range(mas, 0, ULONG_MAX);
4024                 return mas_new_root(mas, wr_mas->entry);
4025         }
4026
4027         memset(&b_node, 0, sizeof(struct maple_big_node));
4028         /* Copy l_mas and store the value in b_node. */
4029         mas_store_b_node(&l_wr_mas, &b_node, l_wr_mas.node_end);
4030         /* Copy r_mas into b_node. */
4031         if (r_mas.offset <= r_wr_mas.node_end)
4032                 mas_mab_cp(&r_mas, r_mas.offset, r_wr_mas.node_end,
4033                            &b_node, b_node.b_end + 1);
4034         else
4035                 b_node.b_end++;
4036
4037         /* Stop spanning searches by searching for just index. */
4038         l_mas.index = l_mas.last = mas->index;
4039
4040         mast.bn = &b_node;
4041         mast.orig_l = &l_mas;
4042         mast.orig_r = &r_mas;
4043         /* Combine l_mas and r_mas and split them up evenly again. */
4044         return mas_spanning_rebalance(mas, &mast, height + 1);
4045 }
4046
4047 /*
4048  * mas_wr_node_store() - Attempt to store the value in a node
4049  * @wr_mas: The maple write state
4050  *
4051  * Attempts to reuse the node, but may allocate.
4052  *
4053  * Return: True if stored, false otherwise
4054  */
4055 static inline bool mas_wr_node_store(struct ma_wr_state *wr_mas)
4056 {
4057         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4058         void __rcu **dst_slots;
4059         unsigned long *dst_pivots;
4060         unsigned char dst_offset;
4061         unsigned char new_end = wr_mas->node_end;
4062         unsigned char offset;
4063         unsigned char node_slots = mt_slots[wr_mas->type];
4064         struct maple_node reuse, *newnode;
4065         unsigned char copy_size, max_piv = mt_pivots[wr_mas->type];
4066         bool in_rcu = mt_in_rcu(mas->tree);
4067
4068         offset = mas->offset;
4069         if (mas->last == wr_mas->r_max) {
4070                 /* runs right to the end of the node */
4071                 if (mas->last == mas->max)
4072                         new_end = offset;
4073                 /* don't copy this offset */
4074                 wr_mas->offset_end++;
4075         } else if (mas->last < wr_mas->r_max) {
4076                 /* new range ends in this range */
4077                 if (unlikely(wr_mas->r_max == ULONG_MAX))
4078                         mas_bulk_rebalance(mas, wr_mas->node_end, wr_mas->type);
4079
4080                 new_end++;
4081         } else {
4082                 if (wr_mas->end_piv == mas->last)
4083                         wr_mas->offset_end++;
4084
4085                 new_end -= wr_mas->offset_end - offset - 1;
4086         }
4087
4088         /* new range starts within a range */
4089         if (wr_mas->r_min < mas->index)
4090                 new_end++;
4091
4092         /* Not enough room */
4093         if (new_end >= node_slots)
4094                 return false;
4095
4096         /* Not enough data. */
4097         if (!mte_is_root(mas->node) && (new_end <= mt_min_slots[wr_mas->type]) &&
4098             !(mas->mas_flags & MA_STATE_BULK))
4099                 return false;
4100
4101         /* set up node. */
4102         if (in_rcu) {
4103                 mas_node_count(mas, 1);
4104                 if (mas_is_err(mas))
4105                         return false;
4106
4107                 newnode = mas_pop_node(mas);
4108         } else {
4109                 memset(&reuse, 0, sizeof(struct maple_node));
4110                 newnode = &reuse;
4111         }
4112
4113         newnode->parent = mas_mn(mas)->parent;
4114         dst_pivots = ma_pivots(newnode, wr_mas->type);
4115         dst_slots = ma_slots(newnode, wr_mas->type);
4116         /* Copy from start to insert point */
4117         memcpy(dst_pivots, wr_mas->pivots, sizeof(unsigned long) * (offset + 1));
4118         memcpy(dst_slots, wr_mas->slots, sizeof(void *) * (offset + 1));
4119         dst_offset = offset;
4120
4121         /* Handle insert of new range starting after old range */
4122         if (wr_mas->r_min < mas->index) {
4123                 mas->offset++;
4124                 rcu_assign_pointer(dst_slots[dst_offset], wr_mas->content);
4125                 dst_pivots[dst_offset++] = mas->index - 1;
4126         }
4127
4128         /* Store the new entry and range end. */
4129         if (dst_offset < max_piv)
4130                 dst_pivots[dst_offset] = mas->last;
4131         mas->offset = dst_offset;
4132         rcu_assign_pointer(dst_slots[dst_offset], wr_mas->entry);
4133
4134         /*
4135          * this range wrote to the end of the node or it overwrote the rest of
4136          * the data
4137          */
4138         if (wr_mas->offset_end > wr_mas->node_end || mas->last >= mas->max) {
4139                 new_end = dst_offset;
4140                 goto done;
4141         }
4142
4143         dst_offset++;
4144         /* Copy to the end of node if necessary. */
4145         copy_size = wr_mas->node_end - wr_mas->offset_end + 1;
4146         memcpy(dst_slots + dst_offset, wr_mas->slots + wr_mas->offset_end,
4147                sizeof(void *) * copy_size);
4148         if (dst_offset < max_piv) {
4149                 if (copy_size > max_piv - dst_offset)
4150                         copy_size = max_piv - dst_offset;
4151
4152                 memcpy(dst_pivots + dst_offset,
4153                        wr_mas->pivots + wr_mas->offset_end,
4154                        sizeof(unsigned long) * copy_size);
4155         }
4156
4157         if ((wr_mas->node_end == node_slots - 1) && (new_end < node_slots - 1))
4158                 dst_pivots[new_end] = mas->max;
4159
4160 done:
4161         mas_leaf_set_meta(mas, newnode, dst_pivots, maple_leaf_64, new_end);
4162         if (in_rcu) {
4163                 mas->node = mt_mk_node(newnode, wr_mas->type);
4164                 mas_replace(mas, false);
4165         } else {
4166                 memcpy(wr_mas->node, newnode, sizeof(struct maple_node));
4167         }
4168         trace_ma_write(__func__, mas, 0, wr_mas->entry);
4169         mas_update_gap(mas);
4170         return true;
4171 }
4172
4173 /*
4174  * mas_wr_slot_store: Attempt to store a value in a slot.
4175  * @wr_mas: the maple write state
4176  *
4177  * Return: True if stored, false otherwise
4178  */
4179 static inline bool mas_wr_slot_store(struct ma_wr_state *wr_mas)
4180 {
4181         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4182         unsigned long lmax; /* Logical max. */
4183         unsigned char offset = mas->offset;
4184
4185         if ((wr_mas->r_max > mas->last) && ((wr_mas->r_min != mas->index) ||
4186                                   (offset != wr_mas->node_end)))
4187                 return false;
4188
4189         if (offset == wr_mas->node_end - 1)
4190                 lmax = mas->max;
4191         else
4192                 lmax = wr_mas->pivots[offset + 1];
4193
4194         /* going to overwrite too many slots. */
4195         if (lmax < mas->last)
4196                 return false;
4197
4198         if (wr_mas->r_min == mas->index) {
4199                 /* overwriting two or more ranges with one. */
4200                 if (lmax == mas->last)
4201                         return false;
4202
4203                 /* Overwriting all of offset and a portion of offset + 1. */
4204                 rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[offset], wr_mas->entry);
4205                 wr_mas->pivots[offset] = mas->last;
4206                 goto done;
4207         }
4208
4209         /* Doesn't end on the next range end. */
4210         if (lmax != mas->last)
4211                 return false;
4212
4213         /* Overwriting a portion of offset and all of offset + 1 */
4214         if ((offset + 1 < mt_pivots[wr_mas->type]) &&
4215             (wr_mas->entry || wr_mas->pivots[offset + 1]))
4216                 wr_mas->pivots[offset + 1] = mas->last;
4217
4218         rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[offset + 1], wr_mas->entry);
4219         wr_mas->pivots[offset] = mas->index - 1;
4220         mas->offset++; /* Keep mas accurate. */
4221
4222 done:
4223         trace_ma_write(__func__, mas, 0, wr_mas->entry);
4224         mas_update_gap(mas);
4225         return true;
4226 }
4227
4228 static inline void mas_wr_end_piv(struct ma_wr_state *wr_mas)
4229 {
4230         while ((wr_mas->mas->last > wr_mas->end_piv) &&
4231                (wr_mas->offset_end < wr_mas->node_end))
4232                 wr_mas->end_piv = wr_mas->pivots[++wr_mas->offset_end];
4233
4234         if (wr_mas->mas->last > wr_mas->end_piv)
4235                 wr_mas->end_piv = wr_mas->mas->max;
4236 }
4237
4238 static inline void mas_wr_extend_null(struct ma_wr_state *wr_mas)
4239 {
4240         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4241
4242         if (mas->last < wr_mas->end_piv && !wr_mas->slots[wr_mas->offset_end])
4243                 mas->last = wr_mas->end_piv;
4244
4245         /* Check next slot(s) if we are overwriting the end */
4246         if ((mas->last == wr_mas->end_piv) &&
4247             (wr_mas->node_end != wr_mas->offset_end) &&
4248             !wr_mas->slots[wr_mas->offset_end + 1]) {
4249                 wr_mas->offset_end++;
4250                 if (wr_mas->offset_end == wr_mas->node_end)
4251                         mas->last = mas->max;
4252                 else
4253                         mas->last = wr_mas->pivots[wr_mas->offset_end];
4254                 wr_mas->end_piv = mas->last;
4255         }
4256
4257         if (!wr_mas->content) {
4258                 /* If this one is null, the next and prev are not */
4259                 mas->index = wr_mas->r_min;
4260         } else {
4261                 /* Check prev slot if we are overwriting the start */
4262                 if (mas->index == wr_mas->r_min && mas->offset &&
4263                     !wr_mas->slots[mas->offset - 1]) {
4264                         mas->offset--;
4265                         wr_mas->r_min = mas->index =
4266                                 mas_safe_min(mas, wr_mas->pivots, mas->offset);
4267                         wr_mas->r_max = wr_mas->pivots[mas->offset];
4268                 }
4269         }
4270 }
4271
4272 static inline bool mas_wr_append(struct ma_wr_state *wr_mas)
4273 {
4274         unsigned char end = wr_mas->node_end;
4275         unsigned char new_end = end + 1;
4276         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4277         unsigned char node_pivots = mt_pivots[wr_mas->type];
4278
4279         if ((mas->index != wr_mas->r_min) && (mas->last == wr_mas->r_max)) {
4280                 if (new_end < node_pivots)
4281                         wr_mas->pivots[new_end] = wr_mas->pivots[end];
4282
4283                 if (new_end < node_pivots)
4284                         ma_set_meta(wr_mas->node, maple_leaf_64, 0, new_end);
4285
4286                 rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[new_end], wr_mas->entry);
4287                 mas->offset = new_end;
4288                 wr_mas->pivots[end] = mas->index - 1;
4289
4290                 return true;
4291         }
4292
4293         if ((mas->index == wr_mas->r_min) && (mas->last < wr_mas->r_max)) {
4294                 if (new_end < node_pivots)
4295                         wr_mas->pivots[new_end] = wr_mas->pivots[end];
4296
4297                 rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[new_end], wr_mas->content);
4298                 if (new_end < node_pivots)
4299                         ma_set_meta(wr_mas->node, maple_leaf_64, 0, new_end);
4300
4301                 wr_mas->pivots[end] = mas->last;
4302                 rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[end], wr_mas->entry);
4303                 return true;
4304         }
4305
4306         return false;
4307 }
4308
4309 /*
4310  * mas_wr_bnode() - Slow path for a modification.
4311  * @wr_mas: The write maple state
4312  *
4313  * This is where split, rebalance end up.
4314  */
4315 static void mas_wr_bnode(struct ma_wr_state *wr_mas)
4316 {
4317         struct maple_big_node b_node;
4318
4319         trace_ma_write(__func__, wr_mas->mas, 0, wr_mas->entry);
4320         memset(&b_node, 0, sizeof(struct maple_big_node));
4321         mas_store_b_node(wr_mas, &b_node, wr_mas->offset_end);
4322         mas_commit_b_node(wr_mas, &b_node, wr_mas->node_end);
4323 }
4324
4325 static inline void mas_wr_modify(struct ma_wr_state *wr_mas)
4326 {
4327         unsigned char node_slots;
4328         unsigned char node_size;
4329         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4330
4331         /* Direct replacement */
4332         if (wr_mas->r_min == mas->index && wr_mas->r_max == mas->last) {
4333                 rcu_assign_pointer(wr_mas->slots[mas->offset], wr_mas->entry);
4334                 if (!!wr_mas->entry ^ !!wr_mas->content)
4335                         mas_update_gap(mas);
4336                 return;
4337         }
4338
4339         /* Attempt to append */
4340         node_slots = mt_slots[wr_mas->type];
4341         node_size = wr_mas->node_end - wr_mas->offset_end + mas->offset + 2;
4342         if (mas->max == ULONG_MAX)
4343                 node_size++;
4344
4345         /* slot and node store will not fit, go to the slow path */
4346         if (unlikely(node_size >= node_slots))
4347                 goto slow_path;
4348
4349         if (wr_mas->entry && (wr_mas->node_end < node_slots - 1) &&
4350             (mas->offset == wr_mas->node_end) && mas_wr_append(wr_mas)) {
4351                 if (!wr_mas->content || !wr_mas->entry)
4352                         mas_update_gap(mas);
4353                 return;
4354         }
4355
4356         if ((wr_mas->offset_end - mas->offset <= 1) && mas_wr_slot_store(wr_mas))
4357                 return;
4358         else if (mas_wr_node_store(wr_mas))
4359                 return;
4360
4361         if (mas_is_err(mas))
4362                 return;
4363
4364 slow_path:
4365         mas_wr_bnode(wr_mas);
4366 }
4367
4368 /*
4369  * mas_wr_store_entry() - Internal call to store a value
4370  * @mas: The maple state
4371  * @entry: The entry to store.
4372  *
4373  * Return: The contents that was stored at the index.
4374  */
4375 static inline void *mas_wr_store_entry(struct ma_wr_state *wr_mas)
4376 {
4377         struct ma_state *mas = wr_mas->mas;
4378
4379         wr_mas->content = mas_start(mas);
4380         if (mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas)) {
4381                 mas_store_root(mas, wr_mas->entry);
4382                 return wr_mas->content;
4383         }
4384
4385         if (unlikely(!mas_wr_walk(wr_mas))) {
4386                 mas_wr_spanning_store(wr_mas);
4387                 return wr_mas->content;
4388         }
4389
4390         /* At this point, we are at the leaf node that needs to be altered. */
4391         wr_mas->end_piv = wr_mas->r_max;
4392         mas_wr_end_piv(wr_mas);
4393
4394         if (!wr_mas->entry)
4395                 mas_wr_extend_null(wr_mas);
4396
4397         /* New root for a single pointer */
4398         if (unlikely(!mas->index && mas->last == ULONG_MAX)) {
4399                 mas_new_root(mas, wr_mas->entry);
4400                 return wr_mas->content;
4401         }
4402
4403         mas_wr_modify(wr_mas);
4404         return wr_mas->content;
4405 }
4406
4407 /**
4408  * mas_insert() - Internal call to insert a value
4409  * @mas: The maple state
4410  * @entry: The entry to store
4411  *
4412  * Return: %NULL or the contents that already exists at the requested index
4413  * otherwise.  The maple state needs to be checked for error conditions.
4414  */
4415 static inline void *mas_insert(struct ma_state *mas, void *entry)
4416 {
4417         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
4418
4419         /*
4420          * Inserting a new range inserts either 0, 1, or 2 pivots within the
4421          * tree.  If the insert fits exactly into an existing gap with a value
4422          * of NULL, then the slot only needs to be written with the new value.
4423          * If the range being inserted is adjacent to another range, then only a
4424          * single pivot needs to be inserted (as well as writing the entry).  If
4425          * the new range is within a gap but does not touch any other ranges,
4426          * then two pivots need to be inserted: the start - 1, and the end.  As
4427          * usual, the entry must be written.  Most operations require a new node
4428          * to be allocated and replace an existing node to ensure RCU safety,
4429          * when in RCU mode.  The exception to requiring a newly allocated node
4430          * is when inserting at the end of a node (appending).  When done
4431          * carefully, appending can reuse the node in place.
4432          */
4433         wr_mas.content = mas_start(mas);
4434         if (wr_mas.content)
4435                 goto exists;
4436
4437         if (mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas)) {
4438                 mas_store_root(mas, entry);
4439                 return NULL;
4440         }
4441
4442         /* spanning writes always overwrite something */
4443         if (!mas_wr_walk(&wr_mas))
4444                 goto exists;
4445
4446         /* At this point, we are at the leaf node that needs to be altered. */
4447         wr_mas.offset_end = mas->offset;
4448         wr_mas.end_piv = wr_mas.r_max;
4449
4450         if (wr_mas.content || (mas->last > wr_mas.r_max))
4451                 goto exists;
4452
4453         if (!entry)
4454                 return NULL;
4455
4456         mas_wr_modify(&wr_mas);
4457         return wr_mas.content;
4458
4459 exists:
4460         mas_set_err(mas, -EEXIST);
4461         return wr_mas.content;
4462
4463 }
4464
4465 /*
4466  * mas_prev_node() - Find the prev non-null entry at the same level in the
4467  * tree.  The prev value will be mas->node[mas->offset] or MAS_NONE.
4468  * @mas: The maple state
4469  * @min: The lower limit to search
4470  *
4471  * The prev node value will be mas->node[mas->offset] or MAS_NONE.
4472  * Return: 1 if the node is dead, 0 otherwise.
4473  */
4474 static inline int mas_prev_node(struct ma_state *mas, unsigned long min)
4475 {
4476         enum maple_type mt;
4477         int offset, level;
4478         void __rcu **slots;
4479         struct maple_node *node;
4480         struct maple_enode *enode;
4481         unsigned long *pivots;
4482
4483         if (mas_is_none(mas))
4484                 return 0;
4485
4486         level = 0;
4487         do {
4488                 node = mas_mn(mas);
4489                 if (ma_is_root(node))
4490                         goto no_entry;
4491
4492                 /* Walk up. */
4493                 if (unlikely(mas_ascend(mas)))
4494                         return 1;
4495                 offset = mas->offset;
4496                 level++;
4497         } while (!offset);
4498
4499         offset--;
4500         mt = mte_node_type(mas->node);
4501         node = mas_mn(mas);
4502         slots = ma_slots(node, mt);
4503         pivots = ma_pivots(node, mt);
4504         mas->max = pivots[offset];
4505         if (offset)
4506                 mas->min = pivots[offset - 1] + 1;
4507         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4508                 return 1;
4509
4510         if (mas->max < min)
4511                 goto no_entry_min;
4512
4513         while (level > 1) {
4514                 level--;
4515                 enode = mas_slot(mas, slots, offset);
4516                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4517                         return 1;
4518
4519                 mas->node = enode;
4520                 mt = mte_node_type(mas->node);
4521                 node = mas_mn(mas);
4522                 slots = ma_slots(node, mt);
4523                 pivots = ma_pivots(node, mt);
4524                 offset = ma_data_end(node, mt, pivots, mas->max);
4525                 if (offset)
4526                         mas->min = pivots[offset - 1] + 1;
4527
4528                 if (offset < mt_pivots[mt])
4529                         mas->max = pivots[offset];
4530
4531                 if (mas->max < min)
4532                         goto no_entry;
4533         }
4534
4535         mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
4536         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4537                 return 1;
4538
4539         mas->offset = mas_data_end(mas);
4540         if (unlikely(mte_dead_node(mas->node)))
4541                 return 1;
4542
4543         return 0;
4544
4545 no_entry_min:
4546         mas->offset = offset;
4547         if (offset)
4548                 mas->min = pivots[offset - 1] + 1;
4549 no_entry:
4550         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4551                 return 1;
4552
4553         mas->node = MAS_NONE;
4554         return 0;
4555 }
4556
4557 /*
4558  * mas_next_node() - Get the next node at the same level in the tree.
4559  * @mas: The maple state
4560  * @max: The maximum pivot value to check.
4561  *
4562  * The next value will be mas->node[mas->offset] or MAS_NONE.
4563  * Return: 1 on dead node, 0 otherwise.
4564  */
4565 static inline int mas_next_node(struct ma_state *mas, struct maple_node *node,
4566                                 unsigned long max)
4567 {
4568         unsigned long min, pivot;
4569         unsigned long *pivots;
4570         struct maple_enode *enode;
4571         int level = 0;
4572         unsigned char offset;
4573         enum maple_type mt;
4574         void __rcu **slots;
4575
4576         if (mas->max >= max)
4577                 goto no_entry;
4578
4579         level = 0;
4580         do {
4581                 if (ma_is_root(node))
4582                         goto no_entry;
4583
4584                 min = mas->max + 1;
4585                 if (min > max)
4586                         goto no_entry;
4587
4588                 if (unlikely(mas_ascend(mas)))
4589                         return 1;
4590
4591                 offset = mas->offset;
4592                 level++;
4593                 node = mas_mn(mas);
4594                 mt = mte_node_type(mas->node);
4595                 pivots = ma_pivots(node, mt);
4596         } while (unlikely(offset == ma_data_end(node, mt, pivots, mas->max)));
4597
4598         slots = ma_slots(node, mt);
4599         pivot = mas_safe_pivot(mas, pivots, ++offset, mt);
4600         while (unlikely(level > 1)) {
4601                 /* Descend, if necessary */
4602                 enode = mas_slot(mas, slots, offset);
4603                 if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4604                         return 1;
4605
4606                 mas->node = enode;
4607                 level--;
4608                 node = mas_mn(mas);
4609                 mt = mte_node_type(mas->node);
4610                 slots = ma_slots(node, mt);
4611                 pivots = ma_pivots(node, mt);
4612                 offset = 0;
4613                 pivot = pivots[0];
4614         }
4615
4616         enode = mas_slot(mas, slots, offset);
4617         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4618                 return 1;
4619
4620         mas->node = enode;
4621         mas->min = min;
4622         mas->max = pivot;
4623         return 0;
4624
4625 no_entry:
4626         if (unlikely(ma_dead_node(node)))
4627                 return 1;
4628
4629         mas->node = MAS_NONE;
4630         return 0;
4631 }
4632
4633 /*
4634  * mas_next_nentry() - Get the next node entry
4635  * @mas: The maple state
4636  * @max: The maximum value to check
4637  * @*range_start: Pointer to store the start of the range.
4638  *
4639  * Sets @mas->offset to the offset of the next node entry, @mas->last to the
4640  * pivot of the entry.
4641  *
4642  * Return: The next entry, %NULL otherwise
4643  */
4644 static inline void *mas_next_nentry(struct ma_state *mas,
4645             struct maple_node *node, unsigned long max, enum maple_type type)
4646 {
4647         unsigned char count;
4648         unsigned long pivot;
4649         unsigned long *pivots;
4650         void __rcu **slots;
4651         void *entry;
4652
4653         if (mas->last == mas->max) {
4654                 mas->index = mas->max;
4655                 return NULL;
4656         }
4657
4658         pivots = ma_pivots(node, type);
4659         slots = ma_slots(node, type);
4660         mas->index = mas_safe_min(mas, pivots, mas->offset);
4661         if (ma_dead_node(node))
4662                 return NULL;
4663
4664         if (mas->index > max)
4665                 return NULL;
4666
4667         count = ma_data_end(node, type, pivots, mas->max);
4668         if (mas->offset > count)
4669                 return NULL;
4670
4671         while (mas->offset < count) {
4672                 pivot = pivots[mas->offset];
4673                 entry = mas_slot(mas, slots, mas->offset);
4674                 if (ma_dead_node(node))
4675                         return NULL;
4676
4677                 if (entry)
4678                         goto found;
4679
4680                 if (pivot >= max)
4681                         return NULL;
4682
4683                 mas->index = pivot + 1;
4684                 mas->offset++;
4685         }
4686
4687         if (mas->index > mas->max) {
4688                 mas->index = mas->last;
4689                 return NULL;
4690         }
4691
4692         pivot = mas_safe_pivot(mas, pivots, mas->offset, type);
4693         entry = mas_slot(mas, slots, mas->offset);
4694         if (ma_dead_node(node))
4695                 return NULL;
4696
4697         if (!pivot)
4698                 return NULL;
4699
4700         if (!entry)
4701                 return NULL;
4702
4703 found:
4704         mas->last = pivot;
4705         return entry;
4706 }
4707
4708 static inline void mas_rewalk(struct ma_state *mas, unsigned long index)
4709 {
4710
4711 retry:
4712         mas_set(mas, index);
4713         mas_state_walk(mas);
4714         if (mas_is_start(mas))
4715                 goto retry;
4716
4717         return;
4718
4719 }
4720
4721 /*
4722  * mas_next_entry() - Internal function to get the next entry.
4723  * @mas: The maple state
4724  * @limit: The maximum range start.
4725  *
4726  * Set the @mas->node to the next entry and the range_start to
4727  * the beginning value for the entry.  Does not check beyond @limit.
4728  * Sets @mas->index and @mas->last to the limit if it is hit.
4729  * Restarts on dead nodes.
4730  *
4731  * Return: the next entry or %NULL.
4732  */
4733 static inline void *mas_next_entry(struct ma_state *mas, unsigned long limit)
4734 {
4735         void *entry = NULL;
4736         struct maple_enode *prev_node;
4737         struct maple_node *node;
4738         unsigned char offset;
4739         unsigned long last;
4740         enum maple_type mt;
4741
4742         last = mas->last;
4743 retry:
4744         offset = mas->offset;
4745         prev_node = mas->node;
4746         node = mas_mn(mas);
4747         mt = mte_node_type(mas->node);
4748         mas->offset++;
4749         if (unlikely(mas->offset >= mt_slots[mt])) {
4750                 mas->offset = mt_slots[mt] - 1;
4751                 goto next_node;
4752         }
4753
4754         while (!mas_is_none(mas)) {
4755                 entry = mas_next_nentry(mas, node, limit, mt);
4756                 if (unlikely(ma_dead_node(node))) {
4757                         mas_rewalk(mas, last);
4758                         goto retry;
4759                 }
4760
4761                 if (likely(entry))
4762                         return entry;
4763
4764                 if (unlikely((mas->index > limit)))
4765                         break;
4766
4767 next_node:
4768                 prev_node = mas->node;
4769                 offset = mas->offset;
4770                 if (unlikely(mas_next_node(mas, node, limit))) {
4771                         mas_rewalk(mas, last);
4772                         goto retry;
4773                 }
4774                 mas->offset = 0;
4775                 node = mas_mn(mas);
4776                 mt = mte_node_type(mas->node);
4777         }
4778
4779         mas->index = mas->last = limit;
4780         mas->offset = offset;
4781         mas->node = prev_node;
4782         return NULL;
4783 }
4784
4785 /*
4786  * mas_prev_nentry() - Get the previous node entry.
4787  * @mas: The maple state.
4788  * @limit: The lower limit to check for a value.
4789  *
4790  * Return: the entry, %NULL otherwise.
4791  */
4792 static inline void *mas_prev_nentry(struct ma_state *mas, unsigned long limit,
4793                                     unsigned long index)
4794 {
4795         unsigned long pivot, min;
4796         unsigned char offset;
4797         struct maple_node *mn;
4798         enum maple_type mt;
4799         unsigned long *pivots;
4800         void __rcu **slots;
4801         void *entry;
4802
4803 retry:
4804         if (!mas->offset)
4805                 return NULL;
4806
4807         mn = mas_mn(mas);
4808         mt = mte_node_type(mas->node);
4809         offset = mas->offset - 1;
4810         if (offset >= mt_slots[mt])
4811                 offset = mt_slots[mt] - 1;
4812
4813         slots = ma_slots(mn, mt);
4814         pivots = ma_pivots(mn, mt);
4815         if (offset == mt_pivots[mt])
4816                 pivot = mas->max;
4817         else
4818                 pivot = pivots[offset];
4819
4820         if (unlikely(ma_dead_node(mn))) {
4821                 mas_rewalk(mas, index);
4822                 goto retry;
4823         }
4824
4825         while (offset && ((!mas_slot(mas, slots, offset) && pivot >= limit) ||
4826                !pivot))
4827                 pivot = pivots[--offset];
4828
4829         min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4830         entry = mas_slot(mas, slots, offset);
4831         if (unlikely(ma_dead_node(mn))) {
4832                 mas_rewalk(mas, index);
4833                 goto retry;
4834         }
4835
4836         if (likely(entry)) {
4837                 mas->offset = offset;
4838                 mas->last = pivot;
4839                 mas->index = min;
4840         }
4841         return entry;
4842 }
4843
4844 static inline void *mas_prev_entry(struct ma_state *mas, unsigned long min)
4845 {
4846         void *entry;
4847
4848 retry:
4849         while (likely(!mas_is_none(mas))) {
4850                 entry = mas_prev_nentry(mas, min, mas->index);
4851                 if (unlikely(mas->last < min))
4852                         goto not_found;
4853
4854                 if (likely(entry))
4855                         return entry;
4856
4857                 if (unlikely(mas_prev_node(mas, min))) {
4858                         mas_rewalk(mas, mas->index);
4859                         goto retry;
4860                 }
4861
4862                 mas->offset++;
4863         }
4864
4865         mas->offset--;
4866 not_found:
4867         mas->index = mas->last = min;
4868         return NULL;
4869 }
4870
4871 /*
4872  * mas_rev_awalk() - Internal function.  Reverse allocation walk.  Find the
4873  * highest gap address of a given size in a given node and descend.
4874  * @mas: The maple state
4875  * @size: The needed size.
4876  *
4877  * Return: True if found in a leaf, false otherwise.
4878  *
4879  */
4880 static bool mas_rev_awalk(struct ma_state *mas, unsigned long size)
4881 {
4882         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
4883         struct maple_node *node = mas_mn(mas);
4884         unsigned long *pivots, *gaps;
4885         void __rcu **slots;
4886         unsigned long gap = 0;
4887         unsigned long max, min, index;
4888         unsigned char offset;
4889
4890         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
4891                 return true;
4892
4893         if (ma_is_dense(type)) {
4894                 /* dense nodes. */
4895                 mas->offset = (unsigned char)(mas->index - mas->min);
4896                 return true;
4897         }
4898
4899         pivots = ma_pivots(node, type);
4900         slots = ma_slots(node, type);
4901         gaps = ma_gaps(node, type);
4902         offset = mas->offset;
4903         min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4904         /* Skip out of bounds. */
4905         while (mas->last < min)
4906                 min = mas_safe_min(mas, pivots, --offset);
4907
4908         max = mas_safe_pivot(mas, pivots, offset, type);
4909         index = mas->index;
4910         while (index <= max) {
4911                 gap = 0;
4912                 if (gaps)
4913                         gap = gaps[offset];
4914                 else if (!mas_slot(mas, slots, offset))
4915                         gap = max - min + 1;
4916
4917                 if (gap) {
4918                         if ((size <= gap) && (size <= mas->last - min + 1))
4919                                 break;
4920
4921                         if (!gaps) {
4922                                 /* Skip the next slot, it cannot be a gap. */
4923                                 if (offset < 2)
4924                                         goto ascend;
4925
4926                                 offset -= 2;
4927                                 max = pivots[offset];
4928                                 min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4929                                 continue;
4930                         }
4931                 }
4932
4933                 if (!offset)
4934                         goto ascend;
4935
4936                 offset--;
4937                 max = min - 1;
4938                 min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4939         }
4940
4941         if (unlikely(index > max)) {
4942                 mas_set_err(mas, -EBUSY);
4943                 return false;
4944         }
4945
4946         if (unlikely(ma_is_leaf(type))) {
4947                 mas->offset = offset;
4948                 mas->min = min;
4949                 mas->max = min + gap - 1;
4950                 return true;
4951         }
4952
4953         /* descend, only happens under lock. */
4954         mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
4955         mas->min = min;
4956         mas->max = max;
4957         mas->offset = mas_data_end(mas);
4958         return false;
4959
4960 ascend:
4961         if (mte_is_root(mas->node))
4962                 mas_set_err(mas, -EBUSY);
4963
4964         return false;
4965 }
4966
4967 static inline bool mas_anode_descend(struct ma_state *mas, unsigned long size)
4968 {
4969         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
4970         unsigned long pivot, min, gap = 0;
4971         unsigned char offset;
4972         unsigned long *gaps;
4973         unsigned long *pivots = ma_pivots(mas_mn(mas), type);
4974         void __rcu **slots = ma_slots(mas_mn(mas), type);
4975         bool found = false;
4976
4977         if (ma_is_dense(type)) {
4978                 mas->offset = (unsigned char)(mas->index - mas->min);
4979                 return true;
4980         }
4981
4982         gaps = ma_gaps(mte_to_node(mas->node), type);
4983         offset = mas->offset;
4984         min = mas_safe_min(mas, pivots, offset);
4985         for (; offset < mt_slots[type]; offset++) {
4986                 pivot = mas_safe_pivot(mas, pivots, offset, type);
4987                 if (offset && !pivot)
4988                         break;
4989
4990                 /* Not within lower bounds */
4991                 if (mas->index > pivot)
4992                         goto next_slot;
4993
4994                 if (gaps)
4995                         gap = gaps[offset];
4996                 else if (!mas_slot(mas, slots, offset))
4997                         gap = min(pivot, mas->last) - max(mas->index, min) + 1;
4998                 else
4999                         goto next_slot;
5000
5001                 if (gap >= size) {
5002                         if (ma_is_leaf(type)) {
5003                                 found = true;
5004                                 goto done;
5005                         }
5006                         if (mas->index <= pivot) {
5007                                 mas->node = mas_slot(mas, slots, offset);
5008                                 mas->min = min;
5009                                 mas->max = pivot;
5010                                 offset = 0;
5011                                 break;
5012                         }
5013                 }
5014 next_slot:
5015                 min = pivot + 1;
5016                 if (mas->last <= pivot) {
5017                         mas_set_err(mas, -EBUSY);
5018                         return true;
5019                 }
5020         }
5021
5022         if (mte_is_root(mas->node))
5023                 found = true;
5024 done:
5025         mas->offset = offset;
5026         return found;
5027 }
5028
5029 /**
5030  * mas_walk() - Search for @mas->index in the tree.
5031  * @mas: The maple state.
5032  *
5033  * mas->index and mas->last will be set to the range if there is a value.  If
5034  * mas->node is MAS_NONE, reset to MAS_START.
5035  *
5036  * Return: the entry at the location or %NULL.
5037  */
5038 void *mas_walk(struct ma_state *mas)
5039 {
5040         void *entry;
5041
5042 retry:
5043         entry = mas_state_walk(mas);
5044         if (mas_is_start(mas))
5045                 goto retry;
5046
5047         if (mas_is_ptr(mas)) {
5048                 if (!mas->index) {
5049                         mas->last = 0;
5050                 } else {
5051                         mas->index = 1;
5052                         mas->last = ULONG_MAX;
5053                 }
5054                 return entry;
5055         }
5056
5057         if (mas_is_none(mas)) {
5058                 mas->index = 0;
5059                 mas->last = ULONG_MAX;
5060         }
5061
5062         return entry;
5063 }
5064
5065 static inline bool mas_rewind_node(struct ma_state *mas)
5066 {
5067         unsigned char slot;
5068
5069         do {
5070                 if (mte_is_root(mas->node)) {
5071                         slot = mas->offset;
5072                         if (!slot)
5073                                 return false;
5074                 } else {
5075                         mas_ascend(mas);
5076                         slot = mas->offset;
5077                 }
5078         } while (!slot);
5079
5080         mas->offset = --slot;
5081         return true;
5082 }
5083
5084 /*
5085  * mas_skip_node() - Internal function.  Skip over a node.
5086  * @mas: The maple state.
5087  *
5088  * Return: true if there is another node, false otherwise.
5089  */
5090 static inline bool mas_skip_node(struct ma_state *mas)
5091 {
5092         unsigned char slot, slot_count;
5093         unsigned long *pivots;
5094         enum maple_type mt;
5095
5096         mt = mte_node_type(mas->node);
5097         slot_count = mt_slots[mt] - 1;
5098         do {
5099                 if (mte_is_root(mas->node)) {
5100                         slot = mas->offset;
5101                         if (slot > slot_count) {
5102                                 mas_set_err(mas, -EBUSY);
5103                                 return false;
5104                         }
5105                 } else {
5106                         mas_ascend(mas);
5107                         slot = mas->offset;
5108                         mt = mte_node_type(mas->node);
5109                         slot_count = mt_slots[mt] - 1;
5110                 }
5111         } while (slot > slot_count);
5112
5113         mas->offset = ++slot;
5114         pivots = ma_pivots(mas_mn(mas), mt);
5115         if (slot > 0)
5116                 mas->min = pivots[slot - 1] + 1;
5117
5118         if (slot <= slot_count)
5119                 mas->max = pivots[slot];
5120
5121         return true;
5122 }
5123
5124 /*
5125  * mas_awalk() - Allocation walk.  Search from low address to high, for a gap of
5126  * @size
5127  * @mas: The maple state
5128  * @size: The size of the gap required
5129  *
5130  * Search between @mas->index and @mas->last for a gap of @size.
5131  */
5132 static inline void mas_awalk(struct ma_state *mas, unsigned long size)
5133 {
5134         struct maple_enode *last = NULL;
5135
5136         /*
5137          * There are 4 options:
5138          * go to child (descend)
5139          * go back to parent (ascend)
5140          * no gap found. (return, slot == MAPLE_NODE_SLOTS)
5141          * found the gap. (return, slot != MAPLE_NODE_SLOTS)
5142          */
5143         while (!mas_is_err(mas) && !mas_anode_descend(mas, size)) {
5144                 if (last == mas->node)
5145                         mas_skip_node(mas);
5146                 else
5147                         last = mas->node;
5148         }
5149 }
5150
5151 /*
5152  * mas_fill_gap() - Fill a located gap with @entry.
5153  * @mas: The maple state
5154  * @entry: The value to store
5155  * @slot: The offset into the node to store the @entry
5156  * @size: The size of the entry
5157  * @index: The start location
5158  */
5159 static inline void mas_fill_gap(struct ma_state *mas, void *entry,
5160                 unsigned char slot, unsigned long size, unsigned long *index)
5161 {
5162         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5163         unsigned char pslot = mte_parent_slot(mas->node);
5164         struct maple_enode *mn = mas->node;
5165         unsigned long *pivots;
5166         enum maple_type ptype;
5167         /*
5168          * mas->index is the start address for the search
5169          *  which may no longer be needed.
5170          * mas->last is the end address for the search
5171          */
5172
5173         *index = mas->index;
5174         mas->last = mas->index + size - 1;
5175
5176         /*
5177          * It is possible that using mas->max and mas->min to correctly
5178          * calculate the index and last will cause an issue in the gap
5179          * calculation, so fix the ma_state here
5180          */
5181         mas_ascend(mas);
5182         ptype = mte_node_type(mas->node);
5183         pivots = ma_pivots(mas_mn(mas), ptype);
5184         mas->max = mas_safe_pivot(mas, pivots, pslot, ptype);
5185         mas->min = mas_safe_min(mas, pivots, pslot);
5186         mas->node = mn;
5187         mas->offset = slot;
5188         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5189 }
5190
5191 /*
5192  * mas_sparse_area() - Internal function.  Return upper or lower limit when
5193  * searching for a gap in an empty tree.
5194  * @mas: The maple state
5195  * @min: the minimum range
5196  * @max: The maximum range
5197  * @size: The size of the gap
5198  * @fwd: Searching forward or back
5199  */
5200 static inline void mas_sparse_area(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5201                                 unsigned long max, unsigned long size, bool fwd)
5202 {
5203         unsigned long start = 0;
5204
5205         if (!unlikely(mas_is_none(mas)))
5206                 start++;
5207         /* mas_is_ptr */
5208
5209         if (start < min)
5210                 start = min;
5211
5212         if (fwd) {
5213                 mas->index = start;
5214                 mas->last = start + size - 1;
5215                 return;
5216         }
5217
5218         mas->index = max;
5219 }
5220
5221 /*
5222  * mas_empty_area() - Get the lowest address within the range that is
5223  * sufficient for the size requested.
5224  * @mas: The maple state
5225  * @min: The lowest value of the range
5226  * @max: The highest value of the range
5227  * @size: The size needed
5228  */
5229 int mas_empty_area(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5230                 unsigned long max, unsigned long size)
5231 {
5232         unsigned char offset;
5233         unsigned long *pivots;
5234         enum maple_type mt;
5235
5236         if (mas_is_start(mas))
5237                 mas_start(mas);
5238         else if (mas->offset >= 2)
5239                 mas->offset -= 2;
5240         else if (!mas_skip_node(mas))
5241                 return -EBUSY;
5242
5243         /* Empty set */
5244         if (mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas)) {
5245                 mas_sparse_area(mas, min, max, size, true);
5246                 return 0;
5247         }
5248
5249         /* The start of the window can only be within these values */
5250         mas->index = min;
5251         mas->last = max;
5252         mas_awalk(mas, size);
5253
5254         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
5255                 return xa_err(mas->node);
5256
5257         offset = mas->offset;
5258         if (unlikely(offset == MAPLE_NODE_SLOTS))
5259                 return -EBUSY;
5260
5261         mt = mte_node_type(mas->node);
5262         pivots = ma_pivots(mas_mn(mas), mt);
5263         if (offset)
5264                 mas->min = pivots[offset - 1] + 1;
5265
5266         if (offset < mt_pivots[mt])
5267                 mas->max = pivots[offset];
5268
5269         if (mas->index < mas->min)
5270                 mas->index = mas->min;
5271
5272         mas->last = mas->index + size - 1;
5273         return 0;
5274 }
5275
5276 /*
5277  * mas_empty_area_rev() - Get the highest address within the range that is
5278  * sufficient for the size requested.
5279  * @mas: The maple state
5280  * @min: The lowest value of the range
5281  * @max: The highest value of the range
5282  * @size: The size needed
5283  */
5284 int mas_empty_area_rev(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5285                 unsigned long max, unsigned long size)
5286 {
5287         struct maple_enode *last = mas->node;
5288
5289         if (mas_is_start(mas)) {
5290                 mas_start(mas);
5291                 mas->offset = mas_data_end(mas);
5292         } else if (mas->offset >= 2) {
5293                 mas->offset -= 2;
5294         } else if (!mas_rewind_node(mas)) {
5295                 return -EBUSY;
5296         }
5297
5298         /* Empty set. */
5299         if (mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas)) {
5300                 mas_sparse_area(mas, min, max, size, false);
5301                 return 0;
5302         }
5303
5304         /* The start of the window can only be within these values. */
5305         mas->index = min;
5306         mas->last = max;
5307
5308         while (!mas_rev_awalk(mas, size)) {
5309                 if (last == mas->node) {
5310                         if (!mas_rewind_node(mas))
5311                                 return -EBUSY;
5312                 } else {
5313                         last = mas->node;
5314                 }
5315         }
5316
5317         if (mas_is_err(mas))
5318                 return xa_err(mas->node);
5319
5320         if (unlikely(mas->offset == MAPLE_NODE_SLOTS))
5321                 return -EBUSY;
5322
5323         /*
5324          * mas_rev_awalk() has set mas->min and mas->max to the gap values.  If
5325          * the maximum is outside the window we are searching, then use the last
5326          * location in the search.
5327          * mas->max and mas->min is the range of the gap.
5328          * mas->index and mas->last are currently set to the search range.
5329          */
5330
5331         /* Trim the upper limit to the max. */
5332         if (mas->max <= mas->last)
5333                 mas->last = mas->max;
5334
5335         mas->index = mas->last - size + 1;
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 static inline int mas_alloc(struct ma_state *mas, void *entry,
5340                 unsigned long size, unsigned long *index)
5341 {
5342         unsigned long min;
5343
5344         mas_start(mas);
5345         if (mas_is_none(mas) || mas_is_ptr(mas)) {
5346                 mas_root_expand(mas, entry);
5347                 if (mas_is_err(mas))
5348                         return xa_err(mas->node);
5349
5350                 if (!mas->index)
5351                         return mte_pivot(mas->node, 0);
5352                 return mte_pivot(mas->node, 1);
5353         }
5354
5355         /* Must be walking a tree. */
5356         mas_awalk(mas, size);
5357         if (mas_is_err(mas))
5358                 return xa_err(mas->node);
5359
5360         if (mas->offset == MAPLE_NODE_SLOTS)
5361                 goto no_gap;
5362
5363         /*
5364          * At this point, mas->node points to the right node and we have an
5365          * offset that has a sufficient gap.
5366          */
5367         min = mas->min;
5368         if (mas->offset)
5369                 min = mte_pivot(mas->node, mas->offset - 1) + 1;
5370
5371         if (mas->index < min)
5372                 mas->index = min;
5373
5374         mas_fill_gap(mas, entry, mas->offset, size, index);
5375         return 0;
5376
5377 no_gap:
5378         return -EBUSY;
5379 }
5380
5381 static inline int mas_rev_alloc(struct ma_state *mas, unsigned long min,
5382                                 unsigned long max, void *entry,
5383                                 unsigned long size, unsigned long *index)
5384 {
5385         int ret = 0;
5386
5387         ret = mas_empty_area_rev(mas, min, max, size);
5388         if (ret)
5389                 return ret;
5390
5391         if (mas_is_err(mas))
5392                 return xa_err(mas->node);
5393
5394         if (mas->offset == MAPLE_NODE_SLOTS)
5395                 goto no_gap;
5396
5397         mas_fill_gap(mas, entry, mas->offset, size, index);
5398         return 0;
5399
5400 no_gap:
5401         return -EBUSY;
5402 }
5403
5404 /*
5405  * mas_dead_leaves() - Mark all leaves of a node as dead.
5406  * @mas: The maple state
5407  * @slots: Pointer to the slot array
5408  *
5409  * Must hold the write lock.
5410  *
5411  * Return: The number of leaves marked as dead.
5412  */
5413 static inline
5414 unsigned char mas_dead_leaves(struct ma_state *mas, void __rcu **slots)
5415 {
5416         struct maple_node *node;
5417         enum maple_type type;
5418         void *entry;
5419         int offset;
5420
5421         for (offset = 0; offset < mt_slot_count(mas->node); offset++) {
5422                 entry = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
5423                 type = mte_node_type(entry);
5424                 node = mte_to_node(entry);
5425                 /* Use both node and type to catch LE & BE metadata */
5426                 if (!node || !type)
5427                         break;
5428
5429                 mte_set_node_dead(entry);
5430                 smp_wmb(); /* Needed for RCU */
5431                 node->type = type;
5432                 rcu_assign_pointer(slots[offset], node);
5433         }
5434
5435         return offset;
5436 }
5437
5438 static void __rcu **mas_dead_walk(struct ma_state *mas, unsigned char offset)
5439 {
5440         struct maple_node *node, *next;
5441         void __rcu **slots = NULL;
5442
5443         next = mas_mn(mas);
5444         do {
5445                 mas->node = ma_enode_ptr(next);
5446                 node = mas_mn(mas);
5447                 slots = ma_slots(node, node->type);
5448                 next = mas_slot_locked(mas, slots, offset);
5449                 offset = 0;
5450         } while (!ma_is_leaf(next->type));
5451
5452         return slots;
5453 }
5454
5455 static void mt_free_walk(struct rcu_head *head)
5456 {
5457         void __rcu **slots;
5458         struct maple_node *node, *start;
5459         struct maple_tree mt;
5460         unsigned char offset;
5461         enum maple_type type;
5462         MA_STATE(mas, &mt, 0, 0);
5463
5464         node = container_of(head, struct maple_node, rcu);
5465
5466         if (ma_is_leaf(node->type))
5467                 goto free_leaf;
5468
5469         mt_init_flags(&mt, node->ma_flags);
5470         mas_lock(&mas);
5471         start = node;
5472         mas.node = mt_mk_node(node, node->type);
5473         slots = mas_dead_walk(&mas, 0);
5474         node = mas_mn(&mas);
5475         do {
5476                 mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5477                 offset = node->parent_slot + 1;
5478                 mas.node = node->piv_parent;
5479                 if (mas_mn(&mas) == node)
5480                         goto start_slots_free;
5481
5482                 type = mte_node_type(mas.node);
5483                 slots = ma_slots(mte_to_node(mas.node), type);
5484                 if ((offset < mt_slots[type]) && (slots[offset]))
5485                         slots = mas_dead_walk(&mas, offset);
5486
5487                 node = mas_mn(&mas);
5488         } while ((node != start) || (node->slot_len < offset));
5489
5490         slots = ma_slots(node, node->type);
5491         mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5492
5493 start_slots_free:
5494         mas_unlock(&mas);
5495 free_leaf:
5496         mt_free_rcu(&node->rcu);
5497 }
5498
5499 static inline void __rcu **mas_destroy_descend(struct ma_state *mas,
5500                         struct maple_enode *prev, unsigned char offset)
5501 {
5502         struct maple_node *node;
5503         struct maple_enode *next = mas->node;
5504         void __rcu **slots = NULL;
5505
5506         do {
5507                 mas->node = next;
5508                 node = mas_mn(mas);
5509                 slots = ma_slots(node, mte_node_type(mas->node));
5510                 next = mas_slot_locked(mas, slots, 0);
5511                 if ((mte_dead_node(next)))
5512                         next = mas_slot_locked(mas, slots, 1);
5513
5514                 mte_set_node_dead(mas->node);
5515                 node->type = mte_node_type(mas->node);
5516                 node->piv_parent = prev;
5517                 node->parent_slot = offset;
5518                 offset = 0;
5519                 prev = mas->node;
5520         } while (!mte_is_leaf(next));
5521
5522         return slots;
5523 }
5524
5525 static void mt_destroy_walk(struct maple_enode *enode, unsigned char ma_flags,
5526                             bool free)
5527 {
5528         void __rcu **slots;
5529         struct maple_node *node = mte_to_node(enode);
5530         struct maple_enode *start;
5531         struct maple_tree mt;
5532
5533         MA_STATE(mas, &mt, 0, 0);
5534
5535         if (mte_is_leaf(enode))
5536                 goto free_leaf;
5537
5538         mt_init_flags(&mt, ma_flags);
5539         mas_lock(&mas);
5540
5541         mas.node = start = enode;
5542         slots = mas_destroy_descend(&mas, start, 0);
5543         node = mas_mn(&mas);
5544         do {
5545                 enum maple_type type;
5546                 unsigned char offset;
5547                 struct maple_enode *parent, *tmp;
5548
5549                 node->slot_len = mas_dead_leaves(&mas, slots);
5550                 if (free)
5551                         mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5552                 offset = node->parent_slot + 1;
5553                 mas.node = node->piv_parent;
5554                 if (mas_mn(&mas) == node)
5555                         goto start_slots_free;
5556
5557                 type = mte_node_type(mas.node);
5558                 slots = ma_slots(mte_to_node(mas.node), type);
5559                 if (offset >= mt_slots[type])
5560                         goto next;
5561
5562                 tmp = mas_slot_locked(&mas, slots, offset);
5563                 if (mte_node_type(tmp) && mte_to_node(tmp)) {
5564                         parent = mas.node;
5565                         mas.node = tmp;
5566                         slots = mas_destroy_descend(&mas, parent, offset);
5567                 }
5568 next:
5569                 node = mas_mn(&mas);
5570         } while (start != mas.node);
5571
5572         node = mas_mn(&mas);
5573         node->slot_len = mas_dead_leaves(&mas, slots);
5574         if (free)
5575                 mt_free_bulk(node->slot_len, slots);
5576
5577 start_slots_free:
5578         mas_unlock(&mas);
5579
5580 free_leaf:
5581         if (free)
5582                 mt_free_rcu(&node->rcu);
5583 }
5584
5585 /*
5586  * mte_destroy_walk() - Free a tree or sub-tree.
5587  * @enode - the encoded maple node (maple_enode) to start
5588  * @mn - the tree to free - needed for node types.
5589  *
5590  * Must hold the write lock.
5591  */
5592 static inline void mte_destroy_walk(struct maple_enode *enode,
5593                                     struct maple_tree *mt)
5594 {
5595         struct maple_node *node = mte_to_node(enode);
5596
5597         if (mt_in_rcu(mt)) {
5598                 mt_destroy_walk(enode, mt->ma_flags, false);
5599                 call_rcu(&node->rcu, mt_free_walk);
5600         } else {
5601                 mt_destroy_walk(enode, mt->ma_flags, true);
5602         }
5603 }
5604
5605 static void mas_wr_store_setup(struct ma_wr_state *wr_mas)
5606 {
5607         if (!mas_is_start(wr_mas->mas)) {
5608                 if (mas_is_none(wr_mas->mas)) {
5609                         mas_reset(wr_mas->mas);
5610                 } else {
5611                         wr_mas->r_max = wr_mas->mas->max;
5612                         wr_mas->type = mte_node_type(wr_mas->mas->node);
5613                         if (mas_is_span_wr(wr_mas))
5614                                 mas_reset(wr_mas->mas);
5615                 }
5616         }
5617
5618 }
5619
5620 /* Interface */
5621
5622 /**
5623  * mas_store() - Store an @entry.
5624  * @mas: The maple state.
5625  * @entry: The entry to store.
5626  *
5627  * The @mas->index and @mas->last is used to set the range for the @entry.
5628  * Note: The @mas should have pre-allocated entries to ensure there is memory to
5629  * store the entry.  Please see mas_expected_entries()/mas_destroy() for more details.
5630  *
5631  * Return: the first entry between mas->index and mas->last or %NULL.
5632  */
5633 void *mas_store(struct ma_state *mas, void *entry)
5634 {
5635         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5636
5637         trace_ma_write(__func__, mas, 0, entry);
5638 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
5639         if (mas->index > mas->last)
5640                 pr_err("Error %lu > %lu %p\n", mas->index, mas->last, entry);
5641         MT_BUG_ON(mas->tree, mas->index > mas->last);
5642         if (mas->index > mas->last) {
5643                 mas_set_err(mas, -EINVAL);
5644                 return NULL;
5645         }
5646
5647 #endif
5648
5649         /*
5650          * Storing is the same operation as insert with the added caveat that it
5651          * can overwrite entries.  Although this seems simple enough, one may
5652          * want to examine what happens if a single store operation was to
5653          * overwrite multiple entries within a self-balancing B-Tree.
5654          */
5655         mas_wr_store_setup(&wr_mas);
5656         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5657         return wr_mas.content;
5658 }
5659
5660 /**
5661  * mas_store_gfp() - Store a value into the tree.
5662  * @mas: The maple state
5663  * @entry: The entry to store
5664  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations if necessary.
5665  *
5666  * Return: 0 on success, -EINVAL on invalid request, -ENOMEM if memory could not
5667  * be allocated.
5668  */
5669 int mas_store_gfp(struct ma_state *mas, void *entry, gfp_t gfp)
5670 {
5671         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5672
5673         mas_wr_store_setup(&wr_mas);
5674         trace_ma_write(__func__, mas, 0, entry);
5675 retry:
5676         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5677         if (unlikely(mas_nomem(mas, gfp)))
5678                 goto retry;
5679
5680         if (unlikely(mas_is_err(mas)))
5681                 return xa_err(mas->node);
5682
5683         return 0;
5684 }
5685
5686 /**
5687  * mas_store_prealloc() - Store a value into the tree using memory
5688  * preallocated in the maple state.
5689  * @mas: The maple state
5690  * @entry: The entry to store.
5691  */
5692 void mas_store_prealloc(struct ma_state *mas, void *entry)
5693 {
5694         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, entry);
5695
5696         mas_wr_store_setup(&wr_mas);
5697         trace_ma_write(__func__, mas, 0, entry);
5698         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
5699         BUG_ON(mas_is_err(mas));
5700         mas_destroy(mas);
5701 }
5702
5703 /**
5704  * mas_preallocate() - Preallocate enough nodes for a store operation
5705  * @mas: The maple state
5706  * @entry: The entry that will be stored
5707  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
5708  *
5709  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory could not be allocated.
5710  */
5711 int mas_preallocate(struct ma_state *mas, void *entry, gfp_t gfp)
5712 {
5713         int ret;
5714
5715         mas_node_count_gfp(mas, 1 + mas_mt_height(mas) * 3, gfp);
5716         mas->mas_flags |= MA_STATE_PREALLOC;
5717         if (likely(!mas_is_err(mas)))
5718                 return 0;
5719
5720         mas_set_alloc_req(mas, 0);
5721         ret = xa_err(mas->node);
5722         mas_reset(mas);
5723         mas_destroy(mas);
5724         mas_reset(mas);
5725         return ret;
5726 }
5727
5728 /*
5729  * mas_destroy() - destroy a maple state.
5730  * @mas: The maple state
5731  *
5732  * Upon completion, check the left-most node and rebalance against the node to
5733  * the right if necessary.  Frees any allocated nodes associated with this maple
5734  * state.
5735  */
5736 void mas_destroy(struct ma_state *mas)
5737 {
5738         struct maple_alloc *node;
5739
5740         /*
5741          * When using mas_for_each() to insert an expected number of elements,
5742          * it is possible that the number inserted is less than the expected
5743          * number.  To fix an invalid final node, a check is performed here to
5744          * rebalance the previous node with the final node.
5745          */
5746         if (mas->mas_flags & MA_STATE_REBALANCE) {
5747                 unsigned char end;
5748
5749                 if (mas_is_start(mas))
5750                         mas_start(mas);
5751
5752                 mtree_range_walk(mas);
5753                 end = mas_data_end(mas) + 1;
5754                 if (end < mt_min_slot_count(mas->node) - 1)
5755                         mas_destroy_rebalance(mas, end);
5756
5757                 mas->mas_flags &= ~MA_STATE_REBALANCE;
5758         }
5759         mas->mas_flags &= ~(MA_STATE_BULK|MA_STATE_PREALLOC);
5760
5761         while (mas->alloc && !((unsigned long)mas->alloc & 0x1)) {
5762                 node = mas->alloc;
5763                 mas->alloc = node->slot[0];
5764                 if (node->node_count > 0)
5765                         mt_free_bulk(node->node_count,
5766                                      (void __rcu **)&node->slot[1]);
5767                 kmem_cache_free(maple_node_cache, node);
5768         }
5769         mas->alloc = NULL;
5770 }
5771
5772 /*
5773  * mas_expected_entries() - Set the expected number of entries that will be inserted.
5774  * @mas: The maple state
5775  * @nr_entries: The number of expected entries.
5776  *
5777  * This will attempt to pre-allocate enough nodes to store the expected number
5778  * of entries.  The allocations will occur using the bulk allocator interface
5779  * for speed.  Please call mas_destroy() on the @mas after inserting the entries
5780  * to ensure any unused nodes are freed.
5781  *
5782  * Return: 0 on success, -ENOMEM if memory could not be allocated.
5783  */
5784 int mas_expected_entries(struct ma_state *mas, unsigned long nr_entries)
5785 {
5786         int nonleaf_cap = MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 2;
5787         struct maple_enode *enode = mas->node;
5788         int nr_nodes;
5789         int ret;
5790
5791         /*
5792          * Sometimes it is necessary to duplicate a tree to a new tree, such as
5793          * forking a process and duplicating the VMAs from one tree to a new
5794          * tree.  When such a situation arises, it is known that the new tree is
5795          * not going to be used until the entire tree is populated.  For
5796          * performance reasons, it is best to use a bulk load with RCU disabled.
5797          * This allows for optimistic splitting that favours the left and reuse
5798          * of nodes during the operation.
5799          */
5800
5801         /* Optimize splitting for bulk insert in-order */
5802         mas->mas_flags |= MA_STATE_BULK;
5803
5804         /*
5805          * Avoid overflow, assume a gap between each entry and a trailing null.
5806          * If this is wrong, it just means allocation can happen during
5807          * insertion of entries.
5808          */
5809         nr_nodes = max(nr_entries, nr_entries * 2 + 1);
5810         if (!mt_is_alloc(mas->tree))
5811                 nonleaf_cap = MAPLE_RANGE64_SLOTS - 2;
5812
5813         /* Leaves; reduce slots to keep space for expansion */
5814         nr_nodes = DIV_ROUND_UP(nr_nodes, MAPLE_RANGE64_SLOTS - 2);
5815         /* Internal nodes */
5816         nr_nodes += DIV_ROUND_UP(nr_nodes, nonleaf_cap);
5817         /* Add working room for split (2 nodes) + new parents */
5818         mas_node_count(mas, nr_nodes + 3);
5819
5820         /* Detect if allocations run out */
5821         mas->mas_flags |= MA_STATE_PREALLOC;
5822
5823         if (!mas_is_err(mas))
5824                 return 0;
5825
5826         ret = xa_err(mas->node);
5827         mas->node = enode;
5828         mas_destroy(mas);
5829         return ret;
5830
5831 }
5832
5833 /**
5834  * mas_next() - Get the next entry.
5835  * @mas: The maple state
5836  * @max: The maximum index to check.
5837  *
5838  * Returns the next entry after @mas->index.
5839  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5840  * Can return the zero entry.
5841  *
5842  * Return: The next entry or %NULL
5843  */
5844 void *mas_next(struct ma_state *mas, unsigned long max)
5845 {
5846         if (mas_is_none(mas) || mas_is_paused(mas))
5847                 mas->node = MAS_START;
5848
5849         if (mas_is_start(mas))
5850                 mas_walk(mas); /* Retries on dead nodes handled by mas_walk */
5851
5852         if (mas_is_ptr(mas)) {
5853                 if (!mas->index) {
5854                         mas->index = 1;
5855                         mas->last = ULONG_MAX;
5856                 }
5857                 return NULL;
5858         }
5859
5860         if (mas->last == ULONG_MAX)
5861                 return NULL;
5862
5863         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_entry */
5864         return mas_next_entry(mas, max);
5865 }
5866 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_next);
5867
5868 /**
5869  * mt_next() - get the next value in the maple tree
5870  * @mt: The maple tree
5871  * @index: The start index
5872  * @max: The maximum index to check
5873  *
5874  * Return: The entry at @index or higher, or %NULL if nothing is found.
5875  */
5876 void *mt_next(struct maple_tree *mt, unsigned long index, unsigned long max)
5877 {
5878         void *entry = NULL;
5879         MA_STATE(mas, mt, index, index);
5880
5881         rcu_read_lock();
5882         entry = mas_next(&mas, max);
5883         rcu_read_unlock();
5884         return entry;
5885 }
5886 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_next);
5887
5888 /**
5889  * mas_prev() - Get the previous entry
5890  * @mas: The maple state
5891  * @min: The minimum value to check.
5892  *
5893  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5894  * Will reset mas to MAS_START if the node is MAS_NONE.  Will stop on not
5895  * searchable nodes.
5896  *
5897  * Return: the previous value or %NULL.
5898  */
5899 void *mas_prev(struct ma_state *mas, unsigned long min)
5900 {
5901         if (!mas->index) {
5902                 /* Nothing comes before 0 */
5903                 mas->last = 0;
5904                 return NULL;
5905         }
5906
5907         if (unlikely(mas_is_ptr(mas)))
5908                 return NULL;
5909
5910         if (mas_is_none(mas) || mas_is_paused(mas))
5911                 mas->node = MAS_START;
5912
5913         if (mas_is_start(mas)) {
5914                 mas_walk(mas);
5915                 if (!mas->index)
5916                         return NULL;
5917         }
5918
5919         if (mas_is_ptr(mas)) {
5920                 if (!mas->index) {
5921                         mas->last = 0;
5922                         return NULL;
5923                 }
5924
5925                 mas->index = mas->last = 0;
5926                 return mas_root_locked(mas);
5927         }
5928         return mas_prev_entry(mas, min);
5929 }
5930 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_prev);
5931
5932 /**
5933  * mt_prev() - get the previous value in the maple tree
5934  * @mt: The maple tree
5935  * @index: The start index
5936  * @min: The minimum index to check
5937  *
5938  * Return: The entry at @index or lower, or %NULL if nothing is found.
5939  */
5940 void *mt_prev(struct maple_tree *mt, unsigned long index, unsigned long min)
5941 {
5942         void *entry = NULL;
5943         MA_STATE(mas, mt, index, index);
5944
5945         rcu_read_lock();
5946         entry = mas_prev(&mas, min);
5947         rcu_read_unlock();
5948         return entry;
5949 }
5950 EXPORT_SYMBOL_GPL(mt_prev);
5951
5952 /**
5953  * mas_pause() - Pause a mas_find/mas_for_each to drop the lock.
5954  * @mas: The maple state to pause
5955  *
5956  * Some users need to pause a walk and drop the lock they're holding in
5957  * order to yield to a higher priority thread or carry out an operation
5958  * on an entry.  Those users should call this function before they drop
5959  * the lock.  It resets the @mas to be suitable for the next iteration
5960  * of the loop after the user has reacquired the lock.  If most entries
5961  * found during a walk require you to call mas_pause(), the mt_for_each()
5962  * iterator may be more appropriate.
5963  *
5964  */
5965 void mas_pause(struct ma_state *mas)
5966 {
5967         mas->node = MAS_PAUSE;
5968 }
5969 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_pause);
5970
5971 /**
5972  * mas_find() - On the first call, find the entry at or after mas->index up to
5973  * %max.  Otherwise, find the entry after mas->index.
5974  * @mas: The maple state
5975  * @max: The maximum value to check.
5976  *
5977  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
5978  * If an entry exists, last and index are updated accordingly.
5979  * May set @mas->node to MAS_NONE.
5980  *
5981  * Return: The entry or %NULL.
5982  */
5983 void *mas_find(struct ma_state *mas, unsigned long max)
5984 {
5985         if (unlikely(mas_is_paused(mas))) {
5986                 if (unlikely(mas->last == ULONG_MAX)) {
5987                         mas->node = MAS_NONE;
5988                         return NULL;
5989                 }
5990                 mas->node = MAS_START;
5991                 mas->index = ++mas->last;
5992         }
5993
5994         if (unlikely(mas_is_start(mas))) {
5995                 /* First run or continue */
5996                 void *entry;
5997
5998                 if (mas->index > max)
5999                         return NULL;
6000
6001                 entry = mas_walk(mas);
6002                 if (entry)
6003                         return entry;
6004         }
6005
6006         if (unlikely(!mas_searchable(mas)))
6007                 return NULL;
6008
6009         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_entry */
6010         return mas_next_entry(mas, max);
6011 }
6012
6013 /**
6014  * mas_find_rev: On the first call, find the first non-null entry at or below
6015  * mas->index down to %min.  Otherwise find the first non-null entry below
6016  * mas->index down to %min.
6017  * @mas: The maple state
6018  * @min: The minimum value to check.
6019  *
6020  * Must hold rcu_read_lock or the write lock.
6021  * If an entry exists, last and index are updated accordingly.
6022  * May set @mas->node to MAS_NONE.
6023  *
6024  * Return: The entry or %NULL.
6025  */
6026 void *mas_find_rev(struct ma_state *mas, unsigned long min)
6027 {
6028         if (unlikely(mas_is_paused(mas))) {
6029                 if (unlikely(mas->last == ULONG_MAX)) {
6030                         mas->node = MAS_NONE;
6031                         return NULL;
6032                 }
6033                 mas->node = MAS_START;
6034                 mas->last = --mas->index;
6035         }
6036
6037         if (unlikely(mas_is_start(mas))) {
6038                 /* First run or continue */
6039                 void *entry;
6040
6041                 if (mas->index < min)
6042                         return NULL;
6043
6044                 entry = mas_walk(mas);
6045                 if (entry)
6046                         return entry;
6047         }
6048
6049         if (unlikely(!mas_searchable(mas)))
6050                 return NULL;
6051
6052         if (mas->index < min)
6053                 return NULL;
6054
6055         /* Retries on dead nodes handled by mas_next_entry */
6056         return mas_prev_entry(mas, min);
6057 }
6058 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_find);
6059
6060 /**
6061  * mas_erase() - Find the range in which index resides and erase the entire
6062  * range.
6063  * @mas: The maple state
6064  *
6065  * Must hold the write lock.
6066  * Searches for @mas->index, sets @mas->index and @mas->last to the range and
6067  * erases that range.
6068  *
6069  * Return: the entry that was erased or %NULL, @mas->index and @mas->last are updated.
6070  */
6071 void *mas_erase(struct ma_state *mas)
6072 {
6073         void *entry;
6074         MA_WR_STATE(wr_mas, mas, NULL);
6075
6076         if (mas_is_none(mas) || mas_is_paused(mas))
6077                 mas->node = MAS_START;
6078
6079         /* Retry unnecessary when holding the write lock. */
6080         entry = mas_state_walk(mas);
6081         if (!entry)
6082                 return NULL;
6083
6084 write_retry:
6085         /* Must reset to ensure spanning writes of last slot are detected */
6086         mas_reset(mas);
6087         mas_wr_store_setup(&wr_mas);
6088         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
6089         if (mas_nomem(mas, GFP_KERNEL))
6090                 goto write_retry;
6091
6092         return entry;
6093 }
6094 EXPORT_SYMBOL_GPL(mas_erase);
6095
6096 /**
6097  * mas_nomem() - Check if there was an error allocating and do the allocation
6098  * if necessary If there are allocations, then free them.
6099  * @mas: The maple state
6100  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6101  * Return: true on allocation, false otherwise.
6102  */
6103 bool mas_nomem(struct ma_state *mas, gfp_t gfp)
6104         __must_hold(mas->tree->lock)
6105 {
6106         if (likely(mas->node != MA_ERROR(-ENOMEM))) {
6107                 mas_destroy(mas);
6108                 return false;
6109         }
6110
6111         if (gfpflags_allow_blocking(gfp) && !mt_external_lock(mas->tree)) {
6112                 mtree_unlock(mas->tree);
6113                 mas_alloc_nodes(mas, gfp);
6114                 mtree_lock(mas->tree);
6115         } else {
6116                 mas_alloc_nodes(mas, gfp);
6117         }
6118
6119         if (!mas_allocated(mas))
6120                 return false;
6121
6122         mas->node = MAS_START;
6123         return true;
6124 }
6125
6126 void __init maple_tree_init(void)
6127 {
6128         maple_node_cache = kmem_cache_create("maple_node",
6129                         sizeof(struct maple_node), sizeof(struct maple_node),
6130                         SLAB_PANIC, NULL);
6131 }
6132
6133 /**
6134  * mtree_load() - Load a value stored in a maple tree
6135  * @mt: The maple tree
6136  * @index: The index to load
6137  *
6138  * Return: the entry or %NULL
6139  */
6140 void *mtree_load(struct maple_tree *mt, unsigned long index)
6141 {
6142         MA_STATE(mas, mt, index, index);
6143         void *entry;
6144
6145         trace_ma_read(__func__, &mas);
6146         rcu_read_lock();
6147 retry:
6148         entry = mas_start(&mas);
6149         if (unlikely(mas_is_none(&mas)))
6150                 goto unlock;
6151
6152         if (unlikely(mas_is_ptr(&mas))) {
6153                 if (index)
6154                         entry = NULL;
6155
6156                 goto unlock;
6157         }
6158
6159         entry = mtree_lookup_walk(&mas);
6160         if (!entry && unlikely(mas_is_start(&mas)))
6161                 goto retry;
6162 unlock:
6163         rcu_read_unlock();
6164         if (xa_is_zero(entry))
6165                 return NULL;
6166
6167         return entry;
6168 }
6169 EXPORT_SYMBOL(mtree_load);
6170
6171 /**
6172  * mtree_store_range() - Store an entry at a given range.
6173  * @mt: The maple tree
6174  * @index: The start of the range
6175  * @last: The end of the range
6176  * @entry: The entry to store
6177  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6178  *
6179  * Return: 0 on success, -EINVAL on invalid request, -ENOMEM if memory could not
6180  * be allocated.
6181  */
6182 int mtree_store_range(struct maple_tree *mt, unsigned long index,
6183                 unsigned long last, void *entry, gfp_t gfp)
6184 {
6185         MA_STATE(mas, mt, index, last);
6186         MA_WR_STATE(wr_mas, &mas, entry);
6187
6188         trace_ma_write(__func__, &mas, 0, entry);
6189         if (WARN_ON_ONCE(xa_is_advanced(entry)))
6190                 return -EINVAL;
6191
6192         if (index > last)
6193                 return -EINVAL;
6194
6195         mtree_lock(mt);
6196 retry:
6197         mas_wr_store_entry(&wr_mas);
6198         if (mas_nomem(&mas, gfp))
6199                 goto retry;
6200
6201         mtree_unlock(mt);
6202         if (mas_is_err(&mas))
6203                 return xa_err(mas.node);
6204
6205         return 0;
6206 }
6207 EXPORT_SYMBOL(mtree_store_range);
6208
6209 /**
6210  * mtree_store() - Store an entry at a given index.
6211  * @mt: The maple tree
6212  * @index: The index to store the value
6213  * @entry: The entry to store
6214  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations
6215  *
6216  * Return: 0 on success, -EINVAL on invalid request, -ENOMEM if memory could not
6217  * be allocated.
6218  */
6219 int mtree_store(struct maple_tree *mt, unsigned long index, void *entry,
6220                  gfp_t gfp)
6221 {
6222         return mtree_store_range(mt, index, index, entry, gfp);
6223 }
6224 EXPORT_SYMBOL(mtree_store);
6225
6226 /**
6227  * mtree_insert_range() - Insert an entry at a give range if there is no value.
6228  * @mt: The maple tree
6229  * @first: The start of the range
6230  * @last: The end of the range
6231  * @entry: The entry to store
6232  * @gfp: The GFP_FLAGS to use for allocations.
6233  *
6234  * Return: 0 on success, -EEXISTS if the range is occupied, -EINVAL on invalid
6235  * request, -ENOMEM if memory could not be allocated.
6236  */
6237 int mtree_insert_range(struct maple_tree *mt, unsigned long first,
6238                 unsigned long last, void *entry, gfp_t gfp)
6239 {
6240         MA_STATE(ms, mt, first, last);
6241
6242         if (WARN_ON_ONCE(xa_is_advanced(entry)))
6243                 return -EINVAL;
6244
6245         if (first > last)
6246                 return -EINVAL;
6247
6248         mtree_lock(mt);
6249 retry:
6250         mas_insert(&ms, entry);
6251         if (mas_nomem(&ms, gfp))
6252                 goto retry;
6253
6254         mtree_unlock(mt);
6255         if (mas_is_err(&ms))
6256                 return xa_err(ms.node);
6257
6258         return 0;
6259 }
6260 EXPORT_SYMBOL(mtree_insert_range);
6261
6262 /**
6263  * mtree_insert() - Insert an entry at a give index if there is no value.
6264  * @mt: The maple tree
6265  * @index : The index to store the value
6266  * @entry: The entry to store
6267  * @gfp: The FGP_FLAGS to use for allocations.
6268  *
6269  * Return: 0 on success, -EEXISTS if the range is occupied, -EINVAL on invalid
6270  * request, -ENOMEM if memory could not be allocated.
6271  */
6272 int mtree_insert(struct maple_tree *mt, unsigned long index, void *entry,
6273                  gfp_t gfp)
6274 {
6275         return mtree_insert_range(mt, index, index, entry, gfp);
6276 }
6277 EXPORT_SYMBOL(mtree_insert);
6278
6279 int mtree_alloc_range(struct maple_tree *mt, unsigned long *startp,
6280                 void *entry, unsigned long size, unsigned long min,
6281                 unsigned long max, gfp_t gfp)
6282 {
6283         int ret = 0;
6284
6285         MA_STATE(mas, mt, min, max - size);
6286         if (!mt_is_alloc(mt))
6287                 return -EINVAL;
6288
6289         if (WARN_ON_ONCE(mt_is_reserved(entry)))
6290                 return -EINVAL;
6291
6292         if (min > max)
6293                 return -EINVAL;
6294
6295         if (max < size)
6296                 return -EINVAL;
6297
6298         if (!size)
6299                 return -EINVAL;
6300
6301         mtree_lock(mt);
6302 retry:
6303         mas.offset = 0;
6304         mas.index = min;
6305         mas.last = max - size;
6306         ret = mas_alloc(&mas, entry, size, startp);
6307         if (mas_nomem(&mas, gfp))
6308                 goto retry;
6309
6310         mtree_unlock(mt);
6311         return ret;
6312 }
6313 EXPORT_SYMBOL(mtree_alloc_range);
6314
6315 int mtree_alloc_rrange(struct maple_tree *mt, unsigned long *startp,
6316                 void *entry, unsigned long size, unsigned long min,
6317                 unsigned long max, gfp_t gfp)
6318 {
6319         int ret = 0;
6320
6321         MA_STATE(mas, mt, min, max - size);
6322         if (!mt_is_alloc(mt))
6323                 return -EINVAL;
6324
6325         if (WARN_ON_ONCE(mt_is_reserved(entry)))
6326                 return -EINVAL;
6327
6328         if (min >= max)
6329                 return -EINVAL;
6330
6331         if (max < size - 1)
6332                 return -EINVAL;
6333
6334         if (!size)
6335                 return -EINVAL;
6336
6337         mtree_lock(mt);
6338 retry:
6339         ret = mas_rev_alloc(&mas, min, max, entry, size, startp);
6340         if (mas_nomem(&mas, gfp))
6341                 goto retry;
6342
6343         mtree_unlock(mt);
6344         return ret;
6345 }
6346 EXPORT_SYMBOL(mtree_alloc_rrange);
6347
6348 /**
6349  * mtree_erase() - Find an index and erase the entire range.
6350  * @mt: The maple tree
6351  * @index: The index to erase
6352  *
6353  * Erasing is the same as a walk to an entry then a store of a NULL to that
6354  * ENTIRE range.  In fact, it is implemented as such using the advanced API.
6355  *
6356  * Return: The entry stored at the @index or %NULL
6357  */
6358 void *mtree_erase(struct maple_tree *mt, unsigned long index)
6359 {
6360         void *entry = NULL;
6361
6362         MA_STATE(mas, mt, index, index);
6363         trace_ma_op(__func__, &mas);
6364
6365         mtree_lock(mt);
6366         entry = mas_erase(&mas);
6367         mtree_unlock(mt);
6368
6369         return entry;
6370 }
6371 EXPORT_SYMBOL(mtree_erase);
6372
6373 /**
6374  * __mt_destroy() - Walk and free all nodes of a locked maple tree.
6375  * @mt: The maple tree
6376  *
6377  * Note: Does not handle locking.
6378  */
6379 void __mt_destroy(struct maple_tree *mt)
6380 {
6381         void *root = mt_root_locked(mt);
6382
6383         rcu_assign_pointer(mt->ma_root, NULL);
6384         if (xa_is_node(root))
6385                 mte_destroy_walk(root, mt);
6386
6387         mt->ma_flags = 0;
6388 }
6389 EXPORT_SYMBOL_GPL(__mt_destroy);
6390
6391 /**
6392  * mtree_destroy() - Destroy a maple tree
6393  * @mt: The maple tree
6394  *
6395  * Frees all resources used by the tree.  Handles locking.
6396  */
6397 void mtree_destroy(struct maple_tree *mt)
6398 {
6399         mtree_lock(mt);
6400         __mt_destroy(mt);
6401         mtree_unlock(mt);
6402 }
6403 EXPORT_SYMBOL(mtree_destroy);
6404
6405 /**
6406  * mt_find() - Search from the start up until an entry is found.
6407  * @mt: The maple tree
6408  * @index: Pointer which contains the start location of the search
6409  * @max: The maximum value to check
6410  *
6411  * Handles locking.  @index will be incremented to one beyond the range.
6412  *
6413  * Return: The entry at or after the @index or %NULL
6414  */
6415 void *mt_find(struct maple_tree *mt, unsigned long *index, unsigned long max)
6416 {
6417         MA_STATE(mas, mt, *index, *index);
6418         void *entry;
6419 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
6420         unsigned long copy = *index;
6421 #endif
6422
6423         trace_ma_read(__func__, &mas);
6424
6425         if ((*index) > max)
6426                 return NULL;
6427
6428         rcu_read_lock();
6429 retry:
6430         entry = mas_state_walk(&mas);
6431         if (mas_is_start(&mas))
6432                 goto retry;
6433
6434         if (unlikely(xa_is_zero(entry)))
6435                 entry = NULL;
6436
6437         if (entry)
6438                 goto unlock;
6439
6440         while (mas_searchable(&mas) && (mas.index < max)) {
6441                 entry = mas_next_entry(&mas, max);
6442                 if (likely(entry && !xa_is_zero(entry)))
6443                         break;
6444         }
6445
6446         if (unlikely(xa_is_zero(entry)))
6447                 entry = NULL;
6448 unlock:
6449         rcu_read_unlock();
6450         if (likely(entry)) {
6451                 *index = mas.last + 1;
6452 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
6453                 if ((*index) && (*index) <= copy)
6454                         pr_err("index not increased! %lx <= %lx\n",
6455                                *index, copy);
6456                 MT_BUG_ON(mt, (*index) && ((*index) <= copy));
6457 #endif
6458         }
6459
6460         return entry;
6461 }
6462 EXPORT_SYMBOL(mt_find);
6463
6464 /**
6465  * mt_find_after() - Search from the start up until an entry is found.
6466  * @mt: The maple tree
6467  * @index: Pointer which contains the start location of the search
6468  * @max: The maximum value to check
6469  *
6470  * Handles locking, detects wrapping on index == 0
6471  *
6472  * Return: The entry at or after the @index or %NULL
6473  */
6474 void *mt_find_after(struct maple_tree *mt, unsigned long *index,
6475                     unsigned long max)
6476 {
6477         if (!(*index))
6478                 return NULL;
6479
6480         return mt_find(mt, index, max);
6481 }
6482 EXPORT_SYMBOL(mt_find_after);
6483
6484 #ifdef CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE
6485 atomic_t maple_tree_tests_run;
6486 EXPORT_SYMBOL_GPL(maple_tree_tests_run);
6487 atomic_t maple_tree_tests_passed;
6488 EXPORT_SYMBOL_GPL(maple_tree_tests_passed);
6489
6490 #ifndef __KERNEL__
6491 extern void kmem_cache_set_non_kernel(struct kmem_cache *, unsigned int);
6492 void mt_set_non_kernel(unsigned int val)
6493 {
6494         kmem_cache_set_non_kernel(maple_node_cache, val);
6495 }
6496
6497 extern unsigned long kmem_cache_get_alloc(struct kmem_cache *);
6498 unsigned long mt_get_alloc_size(void)
6499 {
6500         return kmem_cache_get_alloc(maple_node_cache);
6501 }
6502
6503 extern void kmem_cache_zero_nr_tallocated(struct kmem_cache *);
6504 void mt_zero_nr_tallocated(void)
6505 {
6506         kmem_cache_zero_nr_tallocated(maple_node_cache);
6507 }
6508
6509 extern unsigned int kmem_cache_nr_tallocated(struct kmem_cache *);
6510 unsigned int mt_nr_tallocated(void)
6511 {
6512         return kmem_cache_nr_tallocated(maple_node_cache);
6513 }
6514
6515 extern unsigned int kmem_cache_nr_allocated(struct kmem_cache *);
6516 unsigned int mt_nr_allocated(void)
6517 {
6518         return kmem_cache_nr_allocated(maple_node_cache);
6519 }
6520
6521 /*
6522  * mas_dead_node() - Check if the maple state is pointing to a dead node.
6523  * @mas: The maple state
6524  * @index: The index to restore in @mas.
6525  *
6526  * Used in test code.
6527  * Return: 1 if @mas has been reset to MAS_START, 0 otherwise.
6528  */
6529 static inline int mas_dead_node(struct ma_state *mas, unsigned long index)
6530 {
6531         if (unlikely(!mas_searchable(mas) || mas_is_start(mas)))
6532                 return 0;
6533
6534         if (likely(!mte_dead_node(mas->node)))
6535                 return 0;
6536
6537         mas_rewalk(mas, index);
6538         return 1;
6539 }
6540 #endif /* not defined __KERNEL__ */
6541
6542 /*
6543  * mas_get_slot() - Get the entry in the maple state node stored at @offset.
6544  * @mas: The maple state
6545  * @offset: The offset into the slot array to fetch.
6546  *
6547  * Return: The entry stored at @offset.
6548  */
6549 static inline struct maple_enode *mas_get_slot(struct ma_state *mas,
6550                 unsigned char offset)
6551 {
6552         return mas_slot(mas, ma_slots(mas_mn(mas), mte_node_type(mas->node)),
6553                         offset);
6554 }
6555
6556
6557 /*
6558  * mas_first_entry() - Go the first leaf and find the first entry.
6559  * @mas: the maple state.
6560  * @limit: the maximum index to check.
6561  * @*r_start: Pointer to set to the range start.
6562  *
6563  * Sets mas->offset to the offset of the entry, r_start to the range minimum.
6564  *
6565  * Return: The first entry or MAS_NONE.
6566  */
6567 static inline void *mas_first_entry(struct ma_state *mas, struct maple_node *mn,
6568                 unsigned long limit, enum maple_type mt)
6569
6570 {
6571         unsigned long max;
6572         unsigned long *pivots;
6573         void __rcu **slots;
6574         void *entry = NULL;
6575
6576         mas->index = mas->min;
6577         if (mas->index > limit)
6578                 goto none;
6579
6580         max = mas->max;
6581         mas->offset = 0;
6582         while (likely(!ma_is_leaf(mt))) {
6583                 MT_BUG_ON(mas->tree, mte_dead_node(mas->node));
6584                 slots = ma_slots(mn, mt);
6585                 pivots = ma_pivots(mn, mt);
6586                 max = pivots[0];
6587                 entry = mas_slot(mas, slots, 0);
6588                 if (unlikely(ma_dead_node(mn)))
6589                         return NULL;
6590                 mas->node = entry;
6591                 mn = mas_mn(mas);
6592                 mt = mte_node_type(mas->node);
6593         }
6594         MT_BUG_ON(mas->tree, mte_dead_node(mas->node));
6595
6596         mas->max = max;
6597         slots = ma_slots(mn, mt);
6598         entry = mas_slot(mas, slots, 0);
6599         if (unlikely(ma_dead_node(mn)))
6600                 return NULL;
6601
6602         /* Slot 0 or 1 must be set */
6603         if (mas->index > limit)
6604                 goto none;
6605
6606         if (likely(entry))
6607                 return entry;
6608
6609         pivots = ma_pivots(mn, mt);
6610         mas->index = pivots[0] + 1;
6611         mas->offset = 1;
6612         entry = mas_slot(mas, slots, 1);
6613         if (unlikely(ma_dead_node(mn)))
6614                 return NULL;
6615
6616         if (mas->index > limit)
6617                 goto none;
6618
6619         if (likely(entry))
6620                 return entry;
6621
6622 none:
6623         if (likely(!ma_dead_node(mn)))
6624                 mas->node = MAS_NONE;
6625         return NULL;
6626 }
6627
6628 /* Depth first search, post-order */
6629 static void mas_dfs_postorder(struct ma_state *mas, unsigned long max)
6630 {
6631
6632         struct maple_enode *p = MAS_NONE, *mn = mas->node;
6633         unsigned long p_min, p_max;
6634
6635         mas_next_node(mas, mas_mn(mas), max);
6636         if (!mas_is_none(mas))
6637                 return;
6638
6639         if (mte_is_root(mn))
6640                 return;
6641
6642         mas->node = mn;
6643         mas_ascend(mas);
6644         while (mas->node != MAS_NONE) {
6645                 p = mas->node;
6646                 p_min = mas->min;
6647                 p_max = mas->max;
6648                 mas_prev_node(mas, 0);
6649         }
6650
6651         if (p == MAS_NONE)
6652                 return;
6653
6654         mas->node = p;
6655         mas->max = p_max;
6656         mas->min = p_min;
6657 }
6658
6659 /* Tree validations */
6660 static void mt_dump_node(const struct maple_tree *mt, void *entry,
6661                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth);
6662 static void mt_dump_range(unsigned long min, unsigned long max,
6663                           unsigned int depth)
6664 {
6665         static const char spaces[] = "                                ";
6666
6667         if (min == max)
6668                 pr_info("%.*s%lu: ", depth * 2, spaces, min);
6669         else
6670                 pr_info("%.*s%lu-%lu: ", depth * 2, spaces, min, max);
6671 }
6672
6673 static void mt_dump_entry(void *entry, unsigned long min, unsigned long max,
6674                           unsigned int depth)
6675 {
6676         mt_dump_range(min, max, depth);
6677
6678         if (xa_is_value(entry))
6679                 pr_cont("value %ld (0x%lx) [%p]\n", xa_to_value(entry),
6680                                 xa_to_value(entry), entry);
6681         else if (xa_is_zero(entry))
6682                 pr_cont("zero (%ld)\n", xa_to_internal(entry));
6683         else if (mt_is_reserved(entry))
6684                 pr_cont("UNKNOWN ENTRY (%p)\n", entry);
6685         else
6686                 pr_cont("%p\n", entry);
6687 }
6688
6689 static void mt_dump_range64(const struct maple_tree *mt, void *entry,
6690                         unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth)
6691 {
6692         struct maple_range_64 *node = &mte_to_node(entry)->mr64;
6693         bool leaf = mte_is_leaf(entry);
6694         unsigned long first = min;
6695         int i;
6696
6697         pr_cont(" contents: ");
6698         for (i = 0; i < MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1; i++)
6699                 pr_cont("%p %lu ", node->slot[i], node->pivot[i]);
6700         pr_cont("%p\n", node->slot[i]);
6701         for (i = 0; i < MAPLE_RANGE64_SLOTS; i++) {
6702                 unsigned long last = max;
6703
6704                 if (i < (MAPLE_RANGE64_SLOTS - 1))
6705                         last = node->pivot[i];
6706                 else if (!node->slot[i] && max != mt_max[mte_node_type(entry)])
6707                         break;
6708                 if (last == 0 && i > 0)
6709                         break;
6710                 if (leaf)
6711                         mt_dump_entry(mt_slot(mt, node->slot, i),
6712                                         first, last, depth + 1);
6713                 else if (node->slot[i])
6714                         mt_dump_node(mt, mt_slot(mt, node->slot, i),
6715                                         first, last, depth + 1);
6716
6717                 if (last == max)
6718                         break;
6719                 if (last > max) {
6720                         pr_err("node %p last (%lu) > max (%lu) at pivot %d!\n",
6721                                         node, last, max, i);
6722                         break;
6723                 }
6724                 first = last + 1;
6725         }
6726 }
6727
6728 static void mt_dump_arange64(const struct maple_tree *mt, void *entry,
6729                         unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth)
6730 {
6731         struct maple_arange_64 *node = &mte_to_node(entry)->ma64;
6732         bool leaf = mte_is_leaf(entry);
6733         unsigned long first = min;
6734         int i;
6735
6736         pr_cont(" contents: ");
6737         for (i = 0; i < MAPLE_ARANGE64_SLOTS; i++)
6738                 pr_cont("%lu ", node->gap[i]);
6739         pr_cont("| %02X %02X| ", node->meta.end, node->meta.gap);
6740         for (i = 0; i < MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 1; i++)
6741                 pr_cont("%p %lu ", node->slot[i], node->pivot[i]);
6742         pr_cont("%p\n", node->slot[i]);
6743         for (i = 0; i < MAPLE_ARANGE64_SLOTS; i++) {
6744                 unsigned long last = max;
6745
6746                 if (i < (MAPLE_ARANGE64_SLOTS - 1))
6747                         last = node->pivot[i];
6748                 else if (!node->slot[i])
6749                         break;
6750                 if (last == 0 && i > 0)
6751                         break;
6752                 if (leaf)
6753                         mt_dump_entry(mt_slot(mt, node->slot, i),
6754                                         first, last, depth + 1);
6755                 else if (node->slot[i])
6756                         mt_dump_node(mt, mt_slot(mt, node->slot, i),
6757                                         first, last, depth + 1);
6758
6759                 if (last == max)
6760                         break;
6761                 if (last > max) {
6762                         pr_err("node %p last (%lu) > max (%lu) at pivot %d!\n",
6763                                         node, last, max, i);
6764                         break;
6765                 }
6766                 first = last + 1;
6767         }
6768 }
6769
6770 static void mt_dump_node(const struct maple_tree *mt, void *entry,
6771                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned int depth)
6772 {
6773         struct maple_node *node = mte_to_node(entry);
6774         unsigned int type = mte_node_type(entry);
6775         unsigned int i;
6776
6777         mt_dump_range(min, max, depth);
6778
6779         pr_cont("node %p depth %d type %d parent %p", node, depth, type,
6780                         node ? node->parent : NULL);
6781         switch (type) {
6782         case maple_dense:
6783                 pr_cont("\n");
6784                 for (i = 0; i < MAPLE_NODE_SLOTS; i++) {
6785                         if (min + i > max)
6786                                 pr_cont("OUT OF RANGE: ");
6787                         mt_dump_entry(mt_slot(mt, node->slot, i),
6788                                         min + i, min + i, depth);
6789                 }
6790                 break;
6791         case maple_leaf_64:
6792         case maple_range_64:
6793                 mt_dump_range64(mt, entry, min, max, depth);
6794                 break;
6795         case maple_arange_64:
6796                 mt_dump_arange64(mt, entry, min, max, depth);
6797                 break;
6798
6799         default:
6800                 pr_cont(" UNKNOWN TYPE\n");
6801         }
6802 }
6803
6804 void mt_dump(const struct maple_tree *mt)
6805 {
6806         void *entry = rcu_dereference_check(mt->ma_root, mt_locked(mt));
6807
6808         pr_info("maple_tree(%p) flags %X, height %u root %p\n",
6809                  mt, mt->ma_flags, mt_height(mt), entry);
6810         if (!xa_is_node(entry))
6811                 mt_dump_entry(entry, 0, 0, 0);
6812         else if (entry)
6813                 mt_dump_node(mt, entry, 0, mt_max[mte_node_type(entry)], 0);
6814 }
6815
6816 /*
6817  * Calculate the maximum gap in a node and check if that's what is reported in
6818  * the parent (unless root).
6819  */
6820 static void mas_validate_gaps(struct ma_state *mas)
6821 {
6822         struct maple_enode *mte = mas->node;
6823         struct maple_node *p_mn;
6824         unsigned long gap = 0, max_gap = 0;
6825         unsigned long p_end, p_start = mas->min;
6826         unsigned char p_slot;
6827         unsigned long *gaps = NULL;
6828         unsigned long *pivots = ma_pivots(mte_to_node(mte), mte_node_type(mte));
6829         int i;
6830
6831         if (ma_is_dense(mte_node_type(mte))) {
6832                 for (i = 0; i < mt_slot_count(mte); i++) {
6833                         if (mas_get_slot(mas, i)) {
6834                                 if (gap > max_gap)
6835                                         max_gap = gap;
6836                                 gap = 0;
6837                                 continue;
6838                         }
6839                         gap++;
6840                 }
6841                 goto counted;
6842         }
6843
6844         gaps = ma_gaps(mte_to_node(mte), mte_node_type(mte));
6845         for (i = 0; i < mt_slot_count(mte); i++) {
6846                 p_end = mas_logical_pivot(mas, pivots, i, mte_node_type(mte));
6847
6848                 if (!gaps) {
6849                         if (mas_get_slot(mas, i)) {
6850                                 gap = 0;
6851                                 goto not_empty;
6852                         }
6853
6854                         gap += p_end - p_start + 1;
6855                 } else {
6856                         void *entry = mas_get_slot(mas, i);
6857
6858                         gap = gaps[i];
6859                         if (!entry) {
6860                                 if (gap != p_end - p_start + 1) {
6861                                         pr_err("%p[%u] -> %p %lu != %lu - %lu + 1\n",
6862                                                 mas_mn(mas), i,
6863                                                 mas_get_slot(mas, i), gap,
6864                                                 p_end, p_start);
6865                                         mt_dump(mas->tree);
6866
6867                                         MT_BUG_ON(mas->tree,
6868                                                 gap != p_end - p_start + 1);
6869                                 }
6870                         } else {
6871                                 if (gap > p_end - p_start + 1) {
6872                                         pr_err("%p[%u] %lu >= %lu - %lu + 1 (%lu)\n",
6873                                         mas_mn(mas), i, gap, p_end, p_start,
6874                                         p_end - p_start + 1);
6875                                         MT_BUG_ON(mas->tree,
6876                                                 gap > p_end - p_start + 1);
6877                                 }
6878                         }
6879                 }
6880
6881                 if (gap > max_gap)
6882                         max_gap = gap;
6883 not_empty:
6884                 p_start = p_end + 1;
6885                 if (p_end >= mas->max)
6886                         break;
6887         }
6888
6889 counted:
6890         if (mte_is_root(mte))
6891                 return;
6892
6893         p_slot = mte_parent_slot(mas->node);
6894         p_mn = mte_parent(mte);
6895         MT_BUG_ON(mas->tree, max_gap > mas->max);
6896         if (ma_gaps(p_mn, mas_parent_enum(mas, mte))[p_slot] != max_gap) {
6897                 pr_err("gap %p[%u] != %lu\n", p_mn, p_slot, max_gap);
6898                 mt_dump(mas->tree);
6899         }
6900
6901         MT_BUG_ON(mas->tree,
6902                   ma_gaps(p_mn, mas_parent_enum(mas, mte))[p_slot] != max_gap);
6903 }
6904
6905 static void mas_validate_parent_slot(struct ma_state *mas)
6906 {
6907         struct maple_node *parent;
6908         struct maple_enode *node;
6909         enum maple_type p_type = mas_parent_enum(mas, mas->node);
6910         unsigned char p_slot = mte_parent_slot(mas->node);
6911         void __rcu **slots;
6912         int i;
6913
6914         if (mte_is_root(mas->node))
6915                 return;
6916
6917         parent = mte_parent(mas->node);
6918         slots = ma_slots(parent, p_type);
6919         MT_BUG_ON(mas->tree, mas_mn(mas) == parent);
6920
6921         /* Check prev/next parent slot for duplicate node entry */
6922
6923         for (i = 0; i < mt_slots[p_type]; i++) {
6924                 node = mas_slot(mas, slots, i);
6925                 if (i == p_slot) {
6926                         if (node != mas->node)
6927                                 pr_err("parent %p[%u] does not have %p\n",
6928                                         parent, i, mas_mn(mas));
6929                         MT_BUG_ON(mas->tree, node != mas->node);
6930                 } else if (node == mas->node) {
6931                         pr_err("Invalid child %p at parent %p[%u] p_slot %u\n",
6932                                mas_mn(mas), parent, i, p_slot);
6933                         MT_BUG_ON(mas->tree, node == mas->node);
6934                 }
6935         }
6936 }
6937
6938 static void mas_validate_child_slot(struct ma_state *mas)
6939 {
6940         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
6941         void __rcu **slots = ma_slots(mte_to_node(mas->node), type);
6942         unsigned long *pivots = ma_pivots(mte_to_node(mas->node), type);
6943         struct maple_enode *child;
6944         unsigned char i;
6945
6946         if (mte_is_leaf(mas->node))
6947                 return;
6948
6949         for (i = 0; i < mt_slots[type]; i++) {
6950                 child = mas_slot(mas, slots, i);
6951                 if (!pivots[i] || pivots[i] == mas->max)
6952                         break;
6953
6954                 if (!child)
6955                         break;
6956
6957                 if (mte_parent_slot(child) != i) {
6958                         pr_err("Slot error at %p[%u]: child %p has pslot %u\n",
6959                                mas_mn(mas), i, mte_to_node(child),
6960                                mte_parent_slot(child));
6961                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
6962                 }
6963
6964                 if (mte_parent(child) != mte_to_node(mas->node)) {
6965                         pr_err("child %p has parent %p not %p\n",
6966                                mte_to_node(child), mte_parent(child),
6967                                mte_to_node(mas->node));
6968                         MT_BUG_ON(mas->tree, 1);
6969                 }
6970         }
6971 }
6972
6973 /*
6974  * Validate all pivots are within mas->min and mas->max.
6975  */
6976 static void mas_validate_limits(struct ma_state *mas)
6977 {
6978         int i;
6979         unsigned long prev_piv = 0;
6980         enum maple_type type = mte_node_type(mas->node);
6981         void __rcu **slots = ma_slots(mte_to_node(mas->node), type);
6982         unsigned long *pivots = ma_pivots(mas_mn(mas), type);
6983
6984         /* all limits are fine here. */
6985         if (mte_is_root(mas->node))
6986                 return;
6987
6988         for (i = 0; i < mt_slots[type]; i++) {
6989                 unsigned long piv;
6990
6991                 piv = mas_safe_pivot(mas, pivots, i, type);
6992
6993                 if (!piv && (i != 0))
6994                         break;
6995
6996                 if (!mte_is_leaf(mas->node)) {
6997                         void *entry = mas_slot(mas, slots, i);
6998
6999                         if (!entry)
7000                                 pr_err("%p[%u] cannot be null\n",
7001                                        mas_mn(mas), i);
7002
7003                         MT_BUG_ON(mas->tree, !entry);
7004                 }
7005
7006                 if (prev_piv > piv) {
7007                         pr_err("%p[%u] piv %lu < prev_piv %lu\n",
7008                                 mas_mn(mas), i, piv, prev_piv);
7009                         MT_BUG_ON(mas->tree, piv < prev_piv);
7010                 }
7011
7012                 if (piv < mas->min) {
7013                         pr_err("%p[%u] %lu < %lu\n", mas_mn(mas), i,
7014                                 piv, mas->min);
7015                         MT_BUG_ON(mas->tree, piv < mas->min);
7016                 }
7017                 if (piv > mas->max) {
7018                         pr_err("%p[%u] %lu > %lu\n", mas_mn(mas), i,
7019                                 piv, mas->max);
7020                         MT_BUG_ON(mas->tree, piv > mas->max);
7021                 }
7022                 prev_piv = piv;
7023                 if (piv == mas->max)
7024                         break;
7025         }
7026         for (i += 1; i < mt_slots[type]; i++) {
7027                 void *entry = mas_slot(mas, slots, i);
7028
7029                 if (entry && (i != mt_slots[type] - 1)) {
7030                         pr_err("%p[%u] should not have entry %p\n", mas_mn(mas),
7031                                i, entry);
7032                         MT_BUG_ON(mas->tree, entry != NULL);
7033                 }
7034
7035                 if (i < mt_pivots[type]) {
7036                         unsigned long piv = pivots[i];
7037
7038                         if (!piv)
7039                                 continue;
7040
7041                         pr_err("%p[%u] should not have piv %lu\n",
7042                                mas_mn(mas), i, piv);
7043                         MT_BUG_ON(mas->tree, i < mt_pivots[type] - 1);
7044                 }
7045         }
7046 }
7047
7048 static void mt_validate_nulls(struct maple_tree *mt)
7049 {
7050         void *entry, *last = (void *)1;
7051         unsigned char offset = 0;
7052         void __rcu **slots;
7053         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
7054
7055         mas_start(&mas);
7056         if (mas_is_none(&mas) || (mas.node == MAS_ROOT))
7057                 return;
7058
7059         while (!mte_is_leaf(mas.node))
7060                 mas_descend(&mas);
7061
7062         slots = ma_slots(mte_to_node(mas.node), mte_node_type(mas.node));
7063         do {
7064                 entry = mas_slot(&mas, slots, offset);
7065                 if (!last && !entry) {
7066                         pr_err("Sequential nulls end at %p[%u]\n",
7067                                 mas_mn(&mas), offset);
7068                 }
7069                 MT_BUG_ON(mt, !last && !entry);
7070                 last = entry;
7071                 if (offset == mas_data_end(&mas)) {
7072                         mas_next_node(&mas, mas_mn(&mas), ULONG_MAX);
7073                         if (mas_is_none(&mas))
7074                                 return;
7075                         offset = 0;
7076                         slots = ma_slots(mte_to_node(mas.node),
7077                                          mte_node_type(mas.node));
7078                 } else {
7079                         offset++;
7080                 }
7081
7082         } while (!mas_is_none(&mas));
7083 }
7084
7085 /*
7086  * validate a maple tree by checking:
7087  * 1. The limits (pivots are within mas->min to mas->max)
7088  * 2. The gap is correctly set in the parents
7089  */
7090 void mt_validate(struct maple_tree *mt)
7091 {
7092         unsigned char end;
7093
7094         MA_STATE(mas, mt, 0, 0);
7095         rcu_read_lock();
7096         mas_start(&mas);
7097         if (!mas_searchable(&mas))
7098                 goto done;
7099
7100         mas_first_entry(&mas, mas_mn(&mas), ULONG_MAX, mte_node_type(mas.node));
7101         while (!mas_is_none(&mas)) {
7102                 MT_BUG_ON(mas.tree, mte_dead_node(mas.node));
7103                 if (!mte_is_root(mas.node)) {
7104                         end = mas_data_end(&mas);
7105                         if ((end < mt_min_slot_count(mas.node)) &&
7106                             (mas.max != ULONG_MAX)) {
7107                                 pr_err("Invalid size %u of %p\n", end,
7108                                 mas_mn(&mas));
7109                                 MT_BUG_ON(mas.tree, 1);
7110                         }
7111
7112                 }
7113                 mas_validate_parent_slot(&mas);
7114                 mas_validate_child_slot(&mas);
7115                 mas_validate_limits(&mas);
7116                 if (mt_is_alloc(mt))
7117                         mas_validate_gaps(&mas);
7118                 mas_dfs_postorder(&mas, ULONG_MAX);
7119         }
7120         mt_validate_nulls(mt);
7121 done:
7122         rcu_read_unlock();
7123
7124 }
7125
7126 #endif /* CONFIG_DEBUG_MAPLE_TREE */