x86/boot/64: Move 5-level paging global variable assignments back
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / find.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef __LINUX_FIND_H_
3 #define __LINUX_FIND_H_
4
5 #ifndef __LINUX_BITMAP_H
6 #error only <linux/bitmap.h> can be included directly
7 #endif
8
9 #include <linux/bitops.h>
10
11 unsigned long _find_next_bit(const unsigned long *addr1, unsigned long nbits,
12                                 unsigned long start);
13 unsigned long _find_next_and_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
14                                         unsigned long nbits, unsigned long start);
15 unsigned long _find_next_andnot_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
16                                         unsigned long nbits, unsigned long start);
17 unsigned long _find_next_or_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
18                                         unsigned long nbits, unsigned long start);
19 unsigned long _find_next_zero_bit(const unsigned long *addr, unsigned long nbits,
20                                          unsigned long start);
21 extern unsigned long _find_first_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size);
22 unsigned long __find_nth_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size, unsigned long n);
23 unsigned long __find_nth_and_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
24                                 unsigned long size, unsigned long n);
25 unsigned long __find_nth_andnot_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
26                                         unsigned long size, unsigned long n);
27 unsigned long __find_nth_and_andnot_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
28                                         const unsigned long *addr3, unsigned long size,
29                                         unsigned long n);
30 extern unsigned long _find_first_and_bit(const unsigned long *addr1,
31                                          const unsigned long *addr2, unsigned long size);
32 extern unsigned long _find_first_zero_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size);
33 extern unsigned long _find_last_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size);
34
35 #ifdef __BIG_ENDIAN
36 unsigned long _find_first_zero_bit_le(const unsigned long *addr, unsigned long size);
37 unsigned long _find_next_zero_bit_le(const  unsigned long *addr, unsigned
38                                         long size, unsigned long offset);
39 unsigned long _find_next_bit_le(const unsigned long *addr, unsigned
40                                 long size, unsigned long offset);
41 #endif
42
43 #ifndef find_next_bit
44 /**
45  * find_next_bit - find the next set bit in a memory region
46  * @addr: The address to base the search on
47  * @size: The bitmap size in bits
48  * @offset: The bitnumber to start searching at
49  *
50  * Returns the bit number for the next set bit
51  * If no bits are set, returns @size.
52  */
53 static inline
54 unsigned long find_next_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size,
55                             unsigned long offset)
56 {
57         if (small_const_nbits(size)) {
58                 unsigned long val;
59
60                 if (unlikely(offset >= size))
61                         return size;
62
63                 val = *addr & GENMASK(size - 1, offset);
64                 return val ? __ffs(val) : size;
65         }
66
67         return _find_next_bit(addr, size, offset);
68 }
69 #endif
70
71 #ifndef find_next_and_bit
72 /**
73  * find_next_and_bit - find the next set bit in both memory regions
74  * @addr1: The first address to base the search on
75  * @addr2: The second address to base the search on
76  * @size: The bitmap size in bits
77  * @offset: The bitnumber to start searching at
78  *
79  * Returns the bit number for the next set bit
80  * If no bits are set, returns @size.
81  */
82 static inline
83 unsigned long find_next_and_bit(const unsigned long *addr1,
84                 const unsigned long *addr2, unsigned long size,
85                 unsigned long offset)
86 {
87         if (small_const_nbits(size)) {
88                 unsigned long val;
89
90                 if (unlikely(offset >= size))
91                         return size;
92
93                 val = *addr1 & *addr2 & GENMASK(size - 1, offset);
94                 return val ? __ffs(val) : size;
95         }
96
97         return _find_next_and_bit(addr1, addr2, size, offset);
98 }
99 #endif
100
101 #ifndef find_next_andnot_bit
102 /**
103  * find_next_andnot_bit - find the next set bit in *addr1 excluding all the bits
104  *                        in *addr2
105  * @addr1: The first address to base the search on
106  * @addr2: The second address to base the search on
107  * @size: The bitmap size in bits
108  * @offset: The bitnumber to start searching at
109  *
110  * Returns the bit number for the next set bit
111  * If no bits are set, returns @size.
112  */
113 static inline
114 unsigned long find_next_andnot_bit(const unsigned long *addr1,
115                 const unsigned long *addr2, unsigned long size,
116                 unsigned long offset)
117 {
118         if (small_const_nbits(size)) {
119                 unsigned long val;
120
121                 if (unlikely(offset >= size))
122                         return size;
123
124                 val = *addr1 & ~*addr2 & GENMASK(size - 1, offset);
125                 return val ? __ffs(val) : size;
126         }
127
128         return _find_next_andnot_bit(addr1, addr2, size, offset);
129 }
130 #endif
131
132 #ifndef find_next_or_bit
133 /**
134  * find_next_or_bit - find the next set bit in either memory regions
135  * @addr1: The first address to base the search on
136  * @addr2: The second address to base the search on
137  * @size: The bitmap size in bits
138  * @offset: The bitnumber to start searching at
139  *
140  * Returns the bit number for the next set bit
141  * If no bits are set, returns @size.
142  */
143 static inline
144 unsigned long find_next_or_bit(const unsigned long *addr1,
145                 const unsigned long *addr2, unsigned long size,
146                 unsigned long offset)
147 {
148         if (small_const_nbits(size)) {
149                 unsigned long val;
150
151                 if (unlikely(offset >= size))
152                         return size;
153
154                 val = (*addr1 | *addr2) & GENMASK(size - 1, offset);
155                 return val ? __ffs(val) : size;
156         }
157
158         return _find_next_or_bit(addr1, addr2, size, offset);
159 }
160 #endif
161
162 #ifndef find_next_zero_bit
163 /**
164  * find_next_zero_bit - find the next cleared bit in a memory region
165  * @addr: The address to base the search on
166  * @size: The bitmap size in bits
167  * @offset: The bitnumber to start searching at
168  *
169  * Returns the bit number of the next zero bit
170  * If no bits are zero, returns @size.
171  */
172 static inline
173 unsigned long find_next_zero_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size,
174                                  unsigned long offset)
175 {
176         if (small_const_nbits(size)) {
177                 unsigned long val;
178
179                 if (unlikely(offset >= size))
180                         return size;
181
182                 val = *addr | ~GENMASK(size - 1, offset);
183                 return val == ~0UL ? size : ffz(val);
184         }
185
186         return _find_next_zero_bit(addr, size, offset);
187 }
188 #endif
189
190 #ifndef find_first_bit
191 /**
192  * find_first_bit - find the first set bit in a memory region
193  * @addr: The address to start the search at
194  * @size: The maximum number of bits to search
195  *
196  * Returns the bit number of the first set bit.
197  * If no bits are set, returns @size.
198  */
199 static inline
200 unsigned long find_first_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size)
201 {
202         if (small_const_nbits(size)) {
203                 unsigned long val = *addr & GENMASK(size - 1, 0);
204
205                 return val ? __ffs(val) : size;
206         }
207
208         return _find_first_bit(addr, size);
209 }
210 #endif
211
212 /**
213  * find_nth_bit - find N'th set bit in a memory region
214  * @addr: The address to start the search at
215  * @size: The maximum number of bits to search
216  * @n: The number of set bit, which position is needed, counting from 0
217  *
218  * The following is semantically equivalent:
219  *       idx = find_nth_bit(addr, size, 0);
220  *       idx = find_first_bit(addr, size);
221  *
222  * Returns the bit number of the N'th set bit.
223  * If no such, returns @size.
224  */
225 static inline
226 unsigned long find_nth_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size, unsigned long n)
227 {
228         if (n >= size)
229                 return size;
230
231         if (small_const_nbits(size)) {
232                 unsigned long val =  *addr & GENMASK(size - 1, 0);
233
234                 return val ? fns(val, n) : size;
235         }
236
237         return __find_nth_bit(addr, size, n);
238 }
239
240 /**
241  * find_nth_and_bit - find N'th set bit in 2 memory regions
242  * @addr1: The 1st address to start the search at
243  * @addr2: The 2nd address to start the search at
244  * @size: The maximum number of bits to search
245  * @n: The number of set bit, which position is needed, counting from 0
246  *
247  * Returns the bit number of the N'th set bit.
248  * If no such, returns @size.
249  */
250 static inline
251 unsigned long find_nth_and_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
252                                 unsigned long size, unsigned long n)
253 {
254         if (n >= size)
255                 return size;
256
257         if (small_const_nbits(size)) {
258                 unsigned long val =  *addr1 & *addr2 & GENMASK(size - 1, 0);
259
260                 return val ? fns(val, n) : size;
261         }
262
263         return __find_nth_and_bit(addr1, addr2, size, n);
264 }
265
266 /**
267  * find_nth_andnot_bit - find N'th set bit in 2 memory regions,
268  *                       flipping bits in 2nd region
269  * @addr1: The 1st address to start the search at
270  * @addr2: The 2nd address to start the search at
271  * @size: The maximum number of bits to search
272  * @n: The number of set bit, which position is needed, counting from 0
273  *
274  * Returns the bit number of the N'th set bit.
275  * If no such, returns @size.
276  */
277 static inline
278 unsigned long find_nth_andnot_bit(const unsigned long *addr1, const unsigned long *addr2,
279                                 unsigned long size, unsigned long n)
280 {
281         if (n >= size)
282                 return size;
283
284         if (small_const_nbits(size)) {
285                 unsigned long val =  *addr1 & (~*addr2) & GENMASK(size - 1, 0);
286
287                 return val ? fns(val, n) : size;
288         }
289
290         return __find_nth_andnot_bit(addr1, addr2, size, n);
291 }
292
293 /**
294  * find_nth_and_andnot_bit - find N'th set bit in 2 memory regions,
295  *                           excluding those set in 3rd region
296  * @addr1: The 1st address to start the search at
297  * @addr2: The 2nd address to start the search at
298  * @addr3: The 3rd address to start the search at
299  * @size: The maximum number of bits to search
300  * @n: The number of set bit, which position is needed, counting from 0
301  *
302  * Returns the bit number of the N'th set bit.
303  * If no such, returns @size.
304  */
305 static __always_inline
306 unsigned long find_nth_and_andnot_bit(const unsigned long *addr1,
307                                         const unsigned long *addr2,
308                                         const unsigned long *addr3,
309                                         unsigned long size, unsigned long n)
310 {
311         if (n >= size)
312                 return size;
313
314         if (small_const_nbits(size)) {
315                 unsigned long val =  *addr1 & *addr2 & (~*addr3) & GENMASK(size - 1, 0);
316
317                 return val ? fns(val, n) : size;
318         }
319
320         return __find_nth_and_andnot_bit(addr1, addr2, addr3, size, n);
321 }
322
323 #ifndef find_first_and_bit
324 /**
325  * find_first_and_bit - find the first set bit in both memory regions
326  * @addr1: The first address to base the search on
327  * @addr2: The second address to base the search on
328  * @size: The bitmap size in bits
329  *
330  * Returns the bit number for the next set bit
331  * If no bits are set, returns @size.
332  */
333 static inline
334 unsigned long find_first_and_bit(const unsigned long *addr1,
335                                  const unsigned long *addr2,
336                                  unsigned long size)
337 {
338         if (small_const_nbits(size)) {
339                 unsigned long val = *addr1 & *addr2 & GENMASK(size - 1, 0);
340
341                 return val ? __ffs(val) : size;
342         }
343
344         return _find_first_and_bit(addr1, addr2, size);
345 }
346 #endif
347
348 #ifndef find_first_zero_bit
349 /**
350  * find_first_zero_bit - find the first cleared bit in a memory region
351  * @addr: The address to start the search at
352  * @size: The maximum number of bits to search
353  *
354  * Returns the bit number of the first cleared bit.
355  * If no bits are zero, returns @size.
356  */
357 static inline
358 unsigned long find_first_zero_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size)
359 {
360         if (small_const_nbits(size)) {
361                 unsigned long val = *addr | ~GENMASK(size - 1, 0);
362
363                 return val == ~0UL ? size : ffz(val);
364         }
365
366         return _find_first_zero_bit(addr, size);
367 }
368 #endif
369
370 #ifndef find_last_bit
371 /**
372  * find_last_bit - find the last set bit in a memory region
373  * @addr: The address to start the search at
374  * @size: The number of bits to search
375  *
376  * Returns the bit number of the last set bit, or size.
377  */
378 static inline
379 unsigned long find_last_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size)
380 {
381         if (small_const_nbits(size)) {
382                 unsigned long val = *addr & GENMASK(size - 1, 0);
383
384                 return val ? __fls(val) : size;
385         }
386
387         return _find_last_bit(addr, size);
388 }
389 #endif
390
391 /**
392  * find_next_and_bit_wrap - find the next set bit in both memory regions
393  * @addr1: The first address to base the search on
394  * @addr2: The second address to base the search on
395  * @size: The bitmap size in bits
396  * @offset: The bitnumber to start searching at
397  *
398  * Returns the bit number for the next set bit, or first set bit up to @offset
399  * If no bits are set, returns @size.
400  */
401 static inline
402 unsigned long find_next_and_bit_wrap(const unsigned long *addr1,
403                                         const unsigned long *addr2,
404                                         unsigned long size, unsigned long offset)
405 {
406         unsigned long bit = find_next_and_bit(addr1, addr2, size, offset);
407
408         if (bit < size)
409                 return bit;
410
411         bit = find_first_and_bit(addr1, addr2, offset);
412         return bit < offset ? bit : size;
413 }
414
415 /**
416  * find_next_bit_wrap - find the next set bit in both memory regions
417  * @addr: The first address to base the search on
418  * @size: The bitmap size in bits
419  * @offset: The bitnumber to start searching at
420  *
421  * Returns the bit number for the next set bit, or first set bit up to @offset
422  * If no bits are set, returns @size.
423  */
424 static inline
425 unsigned long find_next_bit_wrap(const unsigned long *addr,
426                                         unsigned long size, unsigned long offset)
427 {
428         unsigned long bit = find_next_bit(addr, size, offset);
429
430         if (bit < size)
431                 return bit;
432
433         bit = find_first_bit(addr, offset);
434         return bit < offset ? bit : size;
435 }
436
437 /*
438  * Helper for for_each_set_bit_wrap(). Make sure you're doing right thing
439  * before using it alone.
440  */
441 static inline
442 unsigned long __for_each_wrap(const unsigned long *bitmap, unsigned long size,
443                                  unsigned long start, unsigned long n)
444 {
445         unsigned long bit;
446
447         /* If not wrapped around */
448         if (n > start) {
449                 /* and have a bit, just return it. */
450                 bit = find_next_bit(bitmap, size, n);
451                 if (bit < size)
452                         return bit;
453
454                 /* Otherwise, wrap around and ... */
455                 n = 0;
456         }
457
458         /* Search the other part. */
459         bit = find_next_bit(bitmap, start, n);
460         return bit < start ? bit : size;
461 }
462
463 /**
464  * find_next_clump8 - find next 8-bit clump with set bits in a memory region
465  * @clump: location to store copy of found clump
466  * @addr: address to base the search on
467  * @size: bitmap size in number of bits
468  * @offset: bit offset at which to start searching
469  *
470  * Returns the bit offset for the next set clump; the found clump value is
471  * copied to the location pointed by @clump. If no bits are set, returns @size.
472  */
473 extern unsigned long find_next_clump8(unsigned long *clump,
474                                       const unsigned long *addr,
475                                       unsigned long size, unsigned long offset);
476
477 #define find_first_clump8(clump, bits, size) \
478         find_next_clump8((clump), (bits), (size), 0)
479
480 #if defined(__LITTLE_ENDIAN)
481
482 static inline unsigned long find_next_zero_bit_le(const void *addr,
483                 unsigned long size, unsigned long offset)
484 {
485         return find_next_zero_bit(addr, size, offset);
486 }
487
488 static inline unsigned long find_next_bit_le(const void *addr,
489                 unsigned long size, unsigned long offset)
490 {
491         return find_next_bit(addr, size, offset);
492 }
493
494 static inline unsigned long find_first_zero_bit_le(const void *addr,
495                 unsigned long size)
496 {
497         return find_first_zero_bit(addr, size);
498 }
499
500 #elif defined(__BIG_ENDIAN)
501
502 #ifndef find_next_zero_bit_le
503 static inline
504 unsigned long find_next_zero_bit_le(const void *addr, unsigned
505                 long size, unsigned long offset)
506 {
507         if (small_const_nbits(size)) {
508                 unsigned long val = *(const unsigned long *)addr;
509
510                 if (unlikely(offset >= size))
511                         return size;
512
513                 val = swab(val) | ~GENMASK(size - 1, offset);
514                 return val == ~0UL ? size : ffz(val);
515         }
516
517         return _find_next_zero_bit_le(addr, size, offset);
518 }
519 #endif
520
521 #ifndef find_first_zero_bit_le
522 static inline
523 unsigned long find_first_zero_bit_le(const void *addr, unsigned long size)
524 {
525         if (small_const_nbits(size)) {
526                 unsigned long val = swab(*(const unsigned long *)addr) | ~GENMASK(size - 1, 0);
527
528                 return val == ~0UL ? size : ffz(val);
529         }
530
531         return _find_first_zero_bit_le(addr, size);
532 }
533 #endif
534
535 #ifndef find_next_bit_le
536 static inline
537 unsigned long find_next_bit_le(const void *addr, unsigned
538                 long size, unsigned long offset)
539 {
540         if (small_const_nbits(size)) {
541                 unsigned long val = *(const unsigned long *)addr;
542
543                 if (unlikely(offset >= size))
544                         return size;
545
546                 val = swab(val) & GENMASK(size - 1, offset);
547                 return val ? __ffs(val) : size;
548         }
549
550         return _find_next_bit_le(addr, size, offset);
551 }
552 #endif
553
554 #else
555 #error "Please fix <asm/byteorder.h>"
556 #endif
557
558 #define for_each_set_bit(bit, addr, size) \
559         for ((bit) = 0; (bit) = find_next_bit((addr), (size), (bit)), (bit) < (size); (bit)++)
560
561 #define for_each_and_bit(bit, addr1, addr2, size) \
562         for ((bit) = 0;                                                                 \
563              (bit) = find_next_and_bit((addr1), (addr2), (size), (bit)), (bit) < (size);\
564              (bit)++)
565
566 #define for_each_andnot_bit(bit, addr1, addr2, size) \
567         for ((bit) = 0;                                                                 \
568              (bit) = find_next_andnot_bit((addr1), (addr2), (size), (bit)), (bit) < (size);\
569              (bit)++)
570
571 #define for_each_or_bit(bit, addr1, addr2, size) \
572         for ((bit) = 0;                                                                 \
573              (bit) = find_next_or_bit((addr1), (addr2), (size), (bit)), (bit) < (size);\
574              (bit)++)
575
576 /* same as for_each_set_bit() but use bit as value to start with */
577 #define for_each_set_bit_from(bit, addr, size) \
578         for (; (bit) = find_next_bit((addr), (size), (bit)), (bit) < (size); (bit)++)
579
580 #define for_each_clear_bit(bit, addr, size) \
581         for ((bit) = 0;                                                                 \
582              (bit) = find_next_zero_bit((addr), (size), (bit)), (bit) < (size);         \
583              (bit)++)
584
585 /* same as for_each_clear_bit() but use bit as value to start with */
586 #define for_each_clear_bit_from(bit, addr, size) \
587         for (; (bit) = find_next_zero_bit((addr), (size), (bit)), (bit) < (size); (bit)++)
588
589 /**
590  * for_each_set_bitrange - iterate over all set bit ranges [b; e)
591  * @b: bit offset of start of current bitrange (first set bit)
592  * @e: bit offset of end of current bitrange (first unset bit)
593  * @addr: bitmap address to base the search on
594  * @size: bitmap size in number of bits
595  */
596 #define for_each_set_bitrange(b, e, addr, size)                 \
597         for ((b) = 0;                                           \
598              (b) = find_next_bit((addr), (size), b),            \
599              (e) = find_next_zero_bit((addr), (size), (b) + 1), \
600              (b) < (size);                                      \
601              (b) = (e) + 1)
602
603 /**
604  * for_each_set_bitrange_from - iterate over all set bit ranges [b; e)
605  * @b: bit offset of start of current bitrange (first set bit); must be initialized
606  * @e: bit offset of end of current bitrange (first unset bit)
607  * @addr: bitmap address to base the search on
608  * @size: bitmap size in number of bits
609  */
610 #define for_each_set_bitrange_from(b, e, addr, size)            \
611         for (;                                                  \
612              (b) = find_next_bit((addr), (size), (b)),          \
613              (e) = find_next_zero_bit((addr), (size), (b) + 1), \
614              (b) < (size);                                      \
615              (b) = (e) + 1)
616
617 /**
618  * for_each_clear_bitrange - iterate over all unset bit ranges [b; e)
619  * @b: bit offset of start of current bitrange (first unset bit)
620  * @e: bit offset of end of current bitrange (first set bit)
621  * @addr: bitmap address to base the search on
622  * @size: bitmap size in number of bits
623  */
624 #define for_each_clear_bitrange(b, e, addr, size)               \
625         for ((b) = 0;                                           \
626              (b) = find_next_zero_bit((addr), (size), (b)),     \
627              (e) = find_next_bit((addr), (size), (b) + 1),      \
628              (b) < (size);                                      \
629              (b) = (e) + 1)
630
631 /**
632  * for_each_clear_bitrange_from - iterate over all unset bit ranges [b; e)
633  * @b: bit offset of start of current bitrange (first set bit); must be initialized
634  * @e: bit offset of end of current bitrange (first unset bit)
635  * @addr: bitmap address to base the search on
636  * @size: bitmap size in number of bits
637  */
638 #define for_each_clear_bitrange_from(b, e, addr, size)          \
639         for (;                                                  \
640              (b) = find_next_zero_bit((addr), (size), (b)),     \
641              (e) = find_next_bit((addr), (size), (b) + 1),      \
642              (b) < (size);                                      \
643              (b) = (e) + 1)
644
645 /**
646  * for_each_set_bit_wrap - iterate over all set bits starting from @start, and
647  * wrapping around the end of bitmap.
648  * @bit: offset for current iteration
649  * @addr: bitmap address to base the search on
650  * @size: bitmap size in number of bits
651  * @start: Starting bit for bitmap traversing, wrapping around the bitmap end
652  */
653 #define for_each_set_bit_wrap(bit, addr, size, start) \
654         for ((bit) = find_next_bit_wrap((addr), (size), (start));               \
655              (bit) < (size);                                                    \
656              (bit) = __for_each_wrap((addr), (size), (start), (bit) + 1))
657
658 /**
659  * for_each_set_clump8 - iterate over bitmap for each 8-bit clump with set bits
660  * @start: bit offset to start search and to store the current iteration offset
661  * @clump: location to store copy of current 8-bit clump
662  * @bits: bitmap address to base the search on
663  * @size: bitmap size in number of bits
664  */
665 #define for_each_set_clump8(start, clump, bits, size) \
666         for ((start) = find_first_clump8(&(clump), (bits), (size)); \
667              (start) < (size); \
668              (start) = find_next_clump8(&(clump), (bits), (size), (start) + 8))
669
670 #endif /*__LINUX_FIND_H_ */