mirror of
https://github.com/DragonOS-Community/DragonOS.git
synced 2025-06-18 08:06:32 +00:00
Patch add idr (#52)
* 增加了idr模块 * 增加了IDR模块,并尝试覆盖上一个错误版本. * 增加了IDR模块 * 完善了注释内容 * 修改了test-idr.c文件 * 进一步完善函数注释 Signed-off-by: guanjinquan <1666320330@qq.com> Co-authored-by: fslongjin <longjin@RinGoTek.cn>
This commit is contained in:
139
kernel/common/idr.h
Normal file
139
kernel/common/idr.h
Normal file
@ -0,0 +1,139 @@
|
||||
|
||||
|
||||
#include <common/errno.h>
|
||||
#include <common/spinlock.h>
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* idr: 基于radix-tree的ID-pointer的数据结构
|
||||
* 主要功能:
|
||||
* 1. 获取一个ID, 并且将该ID与一个指针绑定 - 需要外部加锁
|
||||
* 2. 删除一个已分配的ID - 需要外部加锁
|
||||
* 3. 根据ID查找对应的指针 (读操作,看情况加锁)
|
||||
* 4. 根据ID使用新的ptr替换旧的ptr - 需要外部加锁
|
||||
*
|
||||
* 附加功能:
|
||||
* 1. 给定starting_id, 查询下一个已分配的next_id (即:next_id>starting_id)
|
||||
* 2. 销毁整个idr
|
||||
*
|
||||
*
|
||||
* .... 待实现
|
||||
*/
|
||||
|
||||
// 默认64位机器
|
||||
#define IDR_BITS 6
|
||||
#define IDR_FULL 0xfffffffffffffffful
|
||||
|
||||
// size = 64
|
||||
#define IDR_SIZE (1 << IDR_BITS)
|
||||
#define IDR_MASK ((1 << IDR_BITS) - 1)
|
||||
|
||||
// 能管理的ID范围[0:1<<31]
|
||||
#define MAX_ID_SHIFT (sizeof(int) * 8 - 1)
|
||||
#define MAX_ID_BIT (1U << MAX_ID_SHIFT)
|
||||
#define MAX_ID_MASK (MAX_ID_BIT - 1)
|
||||
|
||||
// IDR可能最大的层次 以及 IDR预分配空间的最大限制
|
||||
#define MAX_LEVEL (MAX_ID_SHIFT + IDR_BITS - 1) / IDR_BITS
|
||||
#define IDR_FREE_MAX (MAX_LEVEL << 1)
|
||||
|
||||
// 给定layer, 计算完全64叉树的大小
|
||||
#define TREE_SIZE(layer) ((layer >= 0) ? (1ull << ((layer + 1) * IDR_BITS)) : 1)
|
||||
|
||||
// 计算最后(最低位)一个1的位置 (注意使用64位的版本)
|
||||
#define __lowbit_id(x) ((x) ? (__builtin_ctzll(x)) : -1)
|
||||
|
||||
// 计算最前(最高位)一个1的位置 (注意使用64位的版本)
|
||||
#define __mostbit_id(x) ((x) ? (__builtin_clzll(x)) : -1)
|
||||
|
||||
// radix-tree 节点定义
|
||||
struct idr_layer
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *ary[IDR_SIZE]; // IDR_SIZE叉树
|
||||
unsigned long bitmap; // 每一位表示这个子树是否被使用
|
||||
unsigned long full; // 64个儿子子树, 每一位代表一个子树是否满了
|
||||
int layer; // 层数(从底向上)
|
||||
};
|
||||
|
||||
// idr: 将id与pointer绑定的数据结构
|
||||
struct idr
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *top;
|
||||
struct idr_layer *free_list;
|
||||
int id_free_cnt;
|
||||
spinlock_t lock;
|
||||
};
|
||||
|
||||
#define DECLARE_IDR(name) \
|
||||
struct idr name = {0}; \
|
||||
name.top = (NULL); \
|
||||
name.free_list = (NULL); \
|
||||
name.id_free_cnt = (0); \
|
||||
spin_init(&name.lock);
|
||||
|
||||
#define DECLARE_IDR_LAYER(name) \
|
||||
struct idr_layer name = {0}; \
|
||||
memset(name, 0, sizeof(struct idr_layer));
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 对外函数声明
|
||||
**/
|
||||
int idr_pre_get(struct idr *idp, gfp_t gfp_mask);
|
||||
int idr_get_new(struct idr *idp, void *ptr, int *id);
|
||||
void idr_remove(struct idr *idp, int id);
|
||||
void idr_remove_all(struct idr *idp);
|
||||
void idr_destroy(struct idr *idp);
|
||||
void *idr_find(struct idr *idp, int id);
|
||||
void *idr_find_next(struct idr *idp, int start_id);
|
||||
void *idr_find_next_getid(struct idr *idp, int start_id, int *nextid);
|
||||
int idr_replace_get_old(struct idr *idp, void *ptr, int id, void **oldptr);
|
||||
int idr_replace(struct idr *idp, void *ptr, int id);
|
||||
void idr_init(struct idr *idp);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* ida: 基于IDR实现的ID分配器
|
||||
* 主要功能:
|
||||
* 1. 获取一个未分配的ID
|
||||
* 2. 询问一个ID是否被分配
|
||||
* 3. 删除一个已分配ID
|
||||
*
|
||||
* 附加功能:
|
||||
* 1. 暂定
|
||||
*/
|
||||
|
||||
// 一个块的大小 - 即 sizeof(struct ida_bitmap)
|
||||
#define IDA_CHUNK_SIZE 128
|
||||
// ida_bitmap的长度
|
||||
#define IDA_BITMAP_LONGS (IDA_CHUNK_SIZE / sizeof(long) - 1)
|
||||
// 对应linux的IDA_BITMAP_BITS = 960 = 15 * 64
|
||||
#define IDA_FULL (IDA_BITMAP_LONGS * sizeof(long) * 8)
|
||||
#define IDA_BITMAP_BITS IDA_FULL
|
||||
#define IDA_BMP_SIZE (8 * sizeof(long))
|
||||
|
||||
// 自定义bitmap
|
||||
struct ida_bitmap
|
||||
{
|
||||
unsigned long count; // bitmap中已经分配的id数量
|
||||
unsigned long bitmap[IDA_BITMAP_LONGS]; // bitmap本身, 每一个bit代表一个ID
|
||||
};
|
||||
|
||||
// id-allocater 管理+分配ID的数据结构
|
||||
struct ida
|
||||
{
|
||||
struct idr idr;
|
||||
struct ida_bitmap *free_list; // 预分配的数据块
|
||||
};
|
||||
|
||||
#define DECLARE_IDA(name) \
|
||||
struct ida name = {0}; \
|
||||
idr_init(&name.idr); \
|
||||
name.free_list = (NULL);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 对外函数声明
|
||||
*/
|
||||
void ida_init(struct ida *ida_p);
|
||||
int ida_pre_get(struct ida *ida_p, gfp_t gfp_mask);
|
||||
int ida_get_new(struct ida *ida_p, int *p_id);
|
||||
bool ida_count(struct ida *ida_p, int id);
|
||||
void ida_remove(struct ida *ida_p, int id);
|
||||
void ida_destroy(struct ida *ida_p);
|
@ -2,7 +2,7 @@
|
||||
CFLAGS += -I .
|
||||
|
||||
|
||||
all: ktest.o bitree.o kfifo.o mutex.o
|
||||
all: ktest.o bitree.o kfifo.o mutex.o idr.o
|
||||
|
||||
ktest.o: ktest.c
|
||||
gcc $(CFLAGS) -c ktest.c -o ktest.o
|
||||
@ -14,4 +14,7 @@ kfifo.o: test-kfifo.c
|
||||
gcc $(CFLAGS) -c test-kfifo.c -o test-kfifo.o
|
||||
|
||||
mutex.o: test-mutex.c
|
||||
gcc $(CFLAGS) -c test-mutex.c -o test-mutex.o
|
||||
gcc $(CFLAGS) -c test-mutex.c -o test-mutex.o
|
||||
|
||||
idr.o: test-idr.c
|
||||
gcc $(CFLAGS) -c test-idr.c -o test-idr.o
|
@ -4,6 +4,7 @@
|
||||
int ktest_test_bitree(void* arg);
|
||||
int ktest_test_kfifo(void* arg);
|
||||
int ktest_test_mutex(void* arg);
|
||||
int ktest_test_idr(void* arg);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 开启一个新的内核线程以进行测试
|
||||
|
529
kernel/ktest/test-idr.c
Normal file
529
kernel/ktest/test-idr.c
Normal file
@ -0,0 +1,529 @@
|
||||
|
||||
|
||||
#include "ktest.h"
|
||||
#include "ktest_utils.h"
|
||||
#include <common/idr.h>
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 测试idr的构建,预获取空间是否成功
|
||||
*
|
||||
* 以下函数将被测试:
|
||||
* 1. idr_pre_get
|
||||
* 2. DECLARE_IDR
|
||||
* 3. idr_init
|
||||
* 4. idr_destroy
|
||||
*
|
||||
* 同时还会(间接)测试一些内部函数:
|
||||
* 1. move_to_free_list
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case0(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
unsigned long bitmap = -1;
|
||||
assert((int)(bitmap == IDR_FULL));
|
||||
|
||||
DECLARE_IDR(k_idr);
|
||||
assert(k_idr.top == NULL); // 刚被创建,必须是NULL
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0); // 必须是0
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
k_idr.id_free_cnt = arg1;
|
||||
idr_init(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
|
||||
assert(idr_pre_get(&k_idr, 0) == 1);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == IDR_FREE_MAX);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i < 64; i++)
|
||||
{
|
||||
int id = __lowbit_id(i), chk_id = -1;
|
||||
for (int j = 0; j < 64; j++)
|
||||
if ((i >> j) & 1)
|
||||
{
|
||||
chk_id = j;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
assert(id == chk_id);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
assert(k_idr.top == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 测试id的获取,id的删除,id的全体删除, idr的find函数
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case1(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
DECLARE_IDR(k_idr);
|
||||
int a[128];
|
||||
|
||||
// 获取128个id
|
||||
for (int i = 0; i < 128; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &a[i], &a[i]) == 0);
|
||||
assert(a[i] == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 查询128个ptr
|
||||
for (int i = 0; i < 128; i++)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(ptr == &a[i]);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == a[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 倒序:删除64个id
|
||||
for (int i = 127; i >= 64; i--)
|
||||
{
|
||||
idr_remove(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, a[i]) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 正序:删除64个id
|
||||
for (int i = 0; i <= 63; i++)
|
||||
{
|
||||
idr_remove(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, a[i]) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 重新申请128个id, 值域范围应该仍然是[0,127]
|
||||
for (int i = 0; i < 128; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &a[i], &a[i]) == 0);
|
||||
assert(a[i] == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 正序:删除32个id
|
||||
for (int i = 0; i <= 31; i++)
|
||||
{
|
||||
idr_remove(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, a[i]) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 倒序:删除32个id
|
||||
for (int i = 127; i >= 96; i--)
|
||||
{
|
||||
idr_remove(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, a[i]) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 整体删除
|
||||
idr_remove_all(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.top == NULL);
|
||||
|
||||
// 获取128个id
|
||||
for (int i = 0; i < 128; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &a[i], &a[i]) == 0);
|
||||
assert(a[i] == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 查询128个ptr
|
||||
for (int i = 0; i < 128; i++)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(ptr == &a[i]);
|
||||
assert(*ptr == a[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 正序:删除64个id
|
||||
for (int i = 0; i <= 63; i++)
|
||||
{
|
||||
idr_remove(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, a[i]) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 倒序:删除64个id
|
||||
for (int i = 127; i >= 64; i--)
|
||||
{
|
||||
idr_remove(&k_idr, a[i]);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, a[i]) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief case1 的大数据测试
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case2(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
DECLARE_IDR(k_idr);
|
||||
|
||||
// 获取 1000‘000 个ID
|
||||
const int N = 1e7;
|
||||
const int M = 3e6;
|
||||
|
||||
int tmp;
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &tmp, &tmp) == 0);
|
||||
assert(tmp == i);
|
||||
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 正向: M 个ID
|
||||
for (int i = 0; i < M; i++)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == N - 1);
|
||||
idr_remove(&k_idr, i);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, i) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 倒序: N-M 个ID
|
||||
for (int i = (N)-1; i >= M; i--)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(*ptr == N - 1);
|
||||
idr_remove(&k_idr, i);
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, i) == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 重新插入数据
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &tmp, &tmp) == 0);
|
||||
assert(tmp == i);
|
||||
assert(k_idr.top != NULL);
|
||||
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
assert(k_idr.top != NULL);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < M; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_replace(&k_idr, NULL, i) == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief case1 的大数据测试
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case3(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
DECLARE_IDR(k_idr);
|
||||
|
||||
const int N = 1949;
|
||||
int tmp;
|
||||
|
||||
// 获取ID
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &tmp, &tmp) == 0);
|
||||
assert(tmp == i);
|
||||
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 查询 nextid
|
||||
for (int i = 1; i <= N; i++)
|
||||
{
|
||||
int nextid;
|
||||
int *ptr = idr_find_next_getid(&k_idr, i - 1, &nextid);
|
||||
if (likely(i < N))
|
||||
{
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == N - 1);
|
||||
assert(nextid == i);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
assert(ptr == NULL);
|
||||
assert(nextid == -1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int sz = N;
|
||||
// 删掉某一段
|
||||
for (int i = N / 3, j = 2 * (N / 3), k = 0; i <= j; k++, i++)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == N - 1);
|
||||
idr_remove(&k_idr, i);
|
||||
|
||||
assert(idr_find(&k_idr, i) == NULL);
|
||||
sz--;
|
||||
assert(k_idr.top != NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 查询 nextid
|
||||
for (int i = 1; i <= N; i++)
|
||||
{
|
||||
int nextid;
|
||||
int *ptr = idr_find_next_getid(&k_idr, i - 1, &nextid);
|
||||
if (likely(i < N))
|
||||
{
|
||||
int target = i < N / 3 ? i : max(i, 2 * (N / 3) + 1);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == N - 1);
|
||||
assert(nextid == target);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
assert(ptr == NULL);
|
||||
assert(nextid == -1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 更加全面覆盖所有函数 - 小数据测试
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case4(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
DECLARE_IDR(k_idr);
|
||||
idr_init(&k_idr);
|
||||
|
||||
const int N =91173;
|
||||
int tmp;
|
||||
|
||||
for (int i = 1; i <= 20; i++)
|
||||
{
|
||||
int M = N / i, T = M / 3, O = 2 * T;
|
||||
for (int j = 0; j < M; j++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &tmp, &tmp) == 0);
|
||||
assert(tmp == j);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = O; j >= T; j--)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, j);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == M - 1);
|
||||
idr_remove(&k_idr, j);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = O + 1; j < M; j++)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, j);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == M - 1);
|
||||
idr_remove(&k_idr, j);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int j = T - 1; j >= 0; j--)
|
||||
{
|
||||
int *ptr = idr_find(&k_idr, j);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == M - 1);
|
||||
idr_remove(&k_idr, j);
|
||||
}
|
||||
|
||||
assert(k_idr.top == NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 测试id的获取,id的删除,id的全体删除, idr的find函数
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case5(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
DECLARE_IDR(k_idr);
|
||||
const int N = 128;
|
||||
int a[N];
|
||||
|
||||
// 获取128个id
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &a[i], &a[i]) == 0);
|
||||
assert(a[i] == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 把id指向的指针向后移动一个单位
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
int *ptr;
|
||||
int flags = idr_replace_get_old(&k_idr, &a[(i + 1) % N], i, (void*)&ptr);
|
||||
assert(flags == 0); // 0 是成功
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == i);
|
||||
|
||||
// 测试是否替换成功
|
||||
ptr = idr_find(&k_idr, i);
|
||||
assert(ptr != NULL);
|
||||
assert(*ptr == (i + 1) % N);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
// destroy之后,再获取128个id
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(idr_get_new(&k_idr, &a[i], &a[i]) == 0);
|
||||
assert(a[i] == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 销毁
|
||||
idr_destroy(&k_idr);
|
||||
assert(k_idr.id_free_cnt == 0);
|
||||
assert(k_idr.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 测试ida的插入/删除
|
||||
*
|
||||
* @param arg0
|
||||
* @param arg1
|
||||
* @return long
|
||||
*/
|
||||
static long ktest_idr_case6(uint64_t arg0, uint64_t arg1)
|
||||
{
|
||||
assert(IDA_BITMAP_LONGS != 0);
|
||||
assert(IDA_BMP_SIZE != 0);
|
||||
assert(IDA_FULL != 0);
|
||||
assert(IDA_BITMAP_BITS != 0);
|
||||
|
||||
DECLARE_IDA(k_ida);
|
||||
ida_init(&k_ida);
|
||||
|
||||
const int N = IDA_FULL * IDR_SIZE + 1;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
int p_id;
|
||||
assert(ida_get_new(&k_ida, &p_id) == 0);
|
||||
assert(p_id == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
assert(ida_count(&k_ida, i) == 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = N - 1; i >= 0; i--)
|
||||
{
|
||||
ida_remove(&k_ida, i);
|
||||
assert(ida_count(&k_ida, i) == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
assert(k_ida.idr.top == NULL);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
int p_id;
|
||||
assert(ida_get_new(&k_ida, &p_id) == 0);
|
||||
assert(p_id == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
assert(k_ida.idr.top != NULL);
|
||||
ida_destroy(&k_ida);
|
||||
assert(k_ida.idr.top == NULL);
|
||||
assert(k_ida.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
// 测试destroy之后能否重新获取ID
|
||||
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
int p_id;
|
||||
assert(ida_get_new(&k_ida, &p_id) == 0);
|
||||
assert(p_id == i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < N / 3; i++)
|
||||
{
|
||||
ida_remove(&k_ida, i);
|
||||
assert(ida_count(&k_ida, i) == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 2 * N / 3; i < N; i++)
|
||||
{
|
||||
ida_remove(&k_ida, i);
|
||||
assert(ida_count(&k_ida, i) == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
assert(k_ida.idr.top != NULL);
|
||||
ida_destroy(&k_ida);
|
||||
assert(k_ida.idr.top == NULL);
|
||||
assert(k_ida.free_list == NULL);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static ktest_case_table kt_idr_func_table[] = {
|
||||
ktest_idr_case0,
|
||||
ktest_idr_case1,
|
||||
// ktest_idr_case2, // 为了加快启动速度, 暂时注释掉这个测试
|
||||
ktest_idr_case3,
|
||||
ktest_idr_case4,
|
||||
ktest_idr_case5,
|
||||
ktest_idr_case6,
|
||||
};
|
||||
|
||||
int ktest_test_idr(void* arg)
|
||||
{
|
||||
kTEST("Testing idr...");
|
||||
unsigned int sz = sizeof(kt_idr_func_table) / sizeof(ktest_case_table);
|
||||
for (int i = 0; i < sz; ++i)
|
||||
{
|
||||
kTEST("Testing case %d", i);
|
||||
kt_idr_func_table[i](i, i + 1);
|
||||
}
|
||||
kTEST("idr Test done.");
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
883
kernel/lib/idr.c
Normal file
883
kernel/lib/idr.c
Normal file
@ -0,0 +1,883 @@
|
||||
#include <common/idr.h>
|
||||
#include <mm/slab.h>
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 更换两个idr_layer指针
|
||||
*
|
||||
* @param a
|
||||
* @param b
|
||||
*/
|
||||
static void __swap(struct idr_layer **a, struct idr_layer **b)
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *t = *a;
|
||||
*a = *b, *b = t;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 初始化idr - 你需要保证函数调用之前 free_list指针 为空
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
*/
|
||||
void idr_init(struct idr *idp)
|
||||
{
|
||||
memset(idp, 0, sizeof(struct idr));
|
||||
spin_init(&idp->lock);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 向idr的free_list中添加一个节点(空节点)
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param p
|
||||
*/
|
||||
static void __move_to_free_list(struct idr *idp, struct idr_layer *p)
|
||||
{
|
||||
unsigned long flags;
|
||||
spin_lock_irqsave(&idp->lock, flags);
|
||||
|
||||
// 插入free_list
|
||||
p->ary[0] = idp->free_list;
|
||||
idp->free_list = p;
|
||||
++(idp->id_free_cnt);
|
||||
|
||||
spin_unlock_irqrestore(&idp->lock, flags);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief Get the free_idr_layer from free list object
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @return void*
|
||||
*/
|
||||
static void *__get_from_free_list(struct idr *idp)
|
||||
{
|
||||
if (idp->id_free_cnt == 0)
|
||||
{
|
||||
if (idr_pre_get(idp, 0) != 0)
|
||||
{
|
||||
kBUG("idr-module find a BUG: get free node fail.(Possible ENOMEM error)");
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned long flags;
|
||||
spin_lock_irqsave(&idp->lock, flags);
|
||||
|
||||
// free_list还有节点
|
||||
struct idr_layer *item = idp->free_list;
|
||||
idp->free_list = idp->free_list->ary[0];
|
||||
item->ary[0] = NULL; // 记得清空原来的数据
|
||||
--(idp->id_free_cnt);
|
||||
|
||||
spin_unlock_irqrestore(&idp->lock, flags);
|
||||
|
||||
return item;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 为idr预分配空间
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param gfp_mask
|
||||
* @return int (如果分配成功,将返回0; 否则返回负数 -ENOMEM, 有可能是内存空间不够)
|
||||
*/
|
||||
int idr_pre_get(struct idr *idp, gfp_t gfp_mask)
|
||||
{
|
||||
int timer = 0;
|
||||
while (idp->id_free_cnt < IDR_FREE_MAX)
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *new_one;
|
||||
new_one = kzalloc(sizeof(struct idr_layer), gfp_mask); // 默认清空?
|
||||
if (NULL == new_one)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
__move_to_free_list(idp, new_one);
|
||||
timer++;
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 释放一个layer的空间
|
||||
*
|
||||
* @param p
|
||||
*/
|
||||
static void __idr_layer_free(struct idr_layer *p)
|
||||
{
|
||||
kfree(p);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 向上生长一层idr_layer
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @return int (0生长成功, 否则返回错误码)
|
||||
*/
|
||||
static int __idr_grow(struct idr *idp)
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *new_node = __get_from_free_list(idp);
|
||||
if (NULL == new_node)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
__swap(&new_node, &idp->top);
|
||||
|
||||
idp->top->ary[0] = new_node;
|
||||
idp->top->layer = new_node ? (new_node->layer + 1) : 0; // 注意特判空指针
|
||||
idp->top->bitmap = 0;
|
||||
idp->top->full = 0; // clear
|
||||
|
||||
if (new_node != NULL) // 设置第0位 = 1, 同时维护树的大小
|
||||
{
|
||||
idp->top->bitmap = 1;
|
||||
}
|
||||
if (new_node != NULL && new_node->full == IDR_FULL)
|
||||
{
|
||||
idp->top->full = 1; // 别忘了初始化 full
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 获取一个没有被占领的ID
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param stk 栈空间
|
||||
* @return int (负数表示获取ID失败, [0 <= id && id <= INT_MAX] 则获取ID成功)
|
||||
*/
|
||||
static int __idr_get_empty_slot(struct idr *idp, struct idr_layer **stk)
|
||||
{
|
||||
// 注意特判 idp->top == NULL
|
||||
while (NULL == idp->top || idp->top->full == IDR_FULL)
|
||||
if (__idr_grow(idp) != 0)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
int id = 0;
|
||||
int layer = idp->top->layer;
|
||||
|
||||
stk[layer + 1] = NULL; // 标志为数组末尾
|
||||
|
||||
struct idr_layer *cur_layer = idp->top;
|
||||
while (layer >= 0)
|
||||
{
|
||||
stk[layer] = cur_layer;
|
||||
int pos = __lowbit_id(~cur_layer->full);
|
||||
|
||||
if (unlikely(pos < 0))
|
||||
{
|
||||
kBUG("Value 'cur_layer->full' had been full;"
|
||||
"but __idr_get_empty_slot still try to insert a value.");
|
||||
}
|
||||
|
||||
id = (id << IDR_BITS) | pos;
|
||||
cur_layer = cur_layer->ary[pos];
|
||||
|
||||
if (layer > 0 && NULL == cur_layer) // 只有非叶子节点才需要开辟儿子节点
|
||||
{
|
||||
// 初始化儿子节点
|
||||
cur_layer = __get_from_free_list(idp);
|
||||
if (NULL == cur_layer)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
cur_layer->layer = layer - 1; // 儿子节点的layer
|
||||
cur_layer->full = 0;
|
||||
cur_layer->bitmap = 0;
|
||||
|
||||
stk[layer]->ary[pos] = cur_layer; // 最后别忘了记录儿子节点
|
||||
}
|
||||
|
||||
--layer;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return id;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 更新full对象 (辅助函数,内部没有边界特判)
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param id
|
||||
* @param stk 需要保证stk数组末尾是NULL
|
||||
* @param mark 0代表叶子空, 1代表叶子非空但未满, 2代表满
|
||||
*/
|
||||
static __always_inline void __idr_mark_full(struct idr *idp, int id, struct idr_layer **stk, int mark)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(NULL == stk[0] || NULL == idp->top))
|
||||
{
|
||||
kBUG("idr-module find a BUG: idp->top can't be NULL.");
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 处理叶子节点的full/bitmap标记
|
||||
int layer_id = id & IDR_MASK;
|
||||
if (mark == 2)
|
||||
stk[0]->full |= (1ull << layer_id);
|
||||
if (mark >= 1)
|
||||
stk[0]->bitmap |= (1ull << layer_id);
|
||||
|
||||
for (int i = 1; stk[i]; ++i)
|
||||
{
|
||||
id >>= IDR_BITS;
|
||||
layer_id = id & IDR_MASK;
|
||||
|
||||
stk[i]->bitmap |= (1ull << layer_id);
|
||||
if (stk[i - 1]->full == IDR_FULL)
|
||||
stk[i]->full |= (1ull << layer_id);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 提取一条已存在的路径
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param id
|
||||
* @param stk
|
||||
* @return int (0表示没有这条路径, 1表示找到这条路径)
|
||||
*/
|
||||
static __always_inline int __idr_get_path(struct idr *idp, int id, struct idr_layer **stk)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(idp->top == NULL || id < 0))
|
||||
{
|
||||
kBUG("idr-module find a BUG: idp->top can't be NULL and id must be non-negative.");
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
struct idr_layer *cur_layer = idp->top;
|
||||
int layer = cur_layer->layer;
|
||||
stk[layer + 1] = NULL; // 标志数组结尾
|
||||
|
||||
// 提取路径
|
||||
while (layer >= 0)
|
||||
{
|
||||
stk[layer] = cur_layer;
|
||||
int layer_id = (id >> (layer * IDR_BITS)) & IDR_MASK;
|
||||
|
||||
if (unlikely(((cur_layer->bitmap >> layer_id) & 1) == 0))
|
||||
{
|
||||
kBUG("idr-module find a BUG: no-such son.");
|
||||
return 0; // 没有这一个儿子
|
||||
}
|
||||
|
||||
cur_layer = cur_layer->ary[layer_id];
|
||||
--layer;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 更新full对象 (辅助函数,内部没有边界特判)
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param id
|
||||
* @param stk 需要保证stk数组末尾是NULL
|
||||
* @param mark 0代表叶子空, 1代表叶子非空但未满, 2代表满
|
||||
*/
|
||||
static __always_inline void __idr_erase_full(struct idr *idp, int id, struct idr_layer **stk, int mark)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(NULL == stk[0] || NULL == idp->top))
|
||||
{
|
||||
kBUG("idr-module find a BUG: idp->top can't be NULL.");
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 处理叶子节点的full/bitmap标记
|
||||
int layer_id = id & IDR_MASK;
|
||||
if (mark == 0) // 叶子的某个插槽为空
|
||||
{
|
||||
stk[0]->ary[layer_id] = NULL;
|
||||
stk[0]->bitmap ^= (1ull << layer_id);
|
||||
}
|
||||
if (mark != 2 && ((stk[0]->full >> layer_id) & 1))
|
||||
stk[0]->full ^= (1ull << layer_id);
|
||||
|
||||
// 删除节点
|
||||
for (int layer = 1; stk[layer]; ++layer)
|
||||
{
|
||||
id >>= IDR_BITS;
|
||||
layer_id = id & IDR_MASK;
|
||||
|
||||
if (NULL == stk[layer - 1]->bitmap) // 儿子是空节点
|
||||
{
|
||||
stk[layer]->ary[layer_id] = NULL;
|
||||
stk[layer]->bitmap ^= (1ull << layer_id);
|
||||
|
||||
if ((stk[layer]->full >> layer_id) & 1)
|
||||
stk[layer]->full ^= (1ull << layer_id);
|
||||
|
||||
__idr_layer_free(stk[layer - 1]);
|
||||
stk[layer - 1] = NULL; // 释放空间记得设置为 NULL
|
||||
}
|
||||
else if (stk[layer - 1]->full != IDR_FULL)
|
||||
{
|
||||
if ((stk[layer]->full >> layer_id) & 1)
|
||||
stk[layer]->full ^= (1ull << layer_id);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 特判根节点是否只剩0号儿子节点 (注意还要layer > 0)
|
||||
// (注意,有可能出现idp->top=NULL)
|
||||
// bitmap: 1000...000/00.....000
|
||||
while (idp->top != NULL &&
|
||||
((idp->top->bitmap <= 1 && idp->top->layer > 0) || // 一条链的情况
|
||||
(idp->top->layer == 0 && idp->top->bitmap == 0))) // 最后一个点的情况
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *t = idp->top->layer ? idp->top->ary[0] : NULL;
|
||||
__idr_layer_free(idp->top);
|
||||
idp->top = t;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 内部的分配ID函数 (辅助函数)
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param ptr
|
||||
* @param starting_id 暂时没用
|
||||
* @return (0 <= id <= INT_MAX 表示申请的ID;否则是负数错误码, 可能是内存空间不够或者程序逻辑有误);
|
||||
*/
|
||||
static int __idr_get_new_above_int(struct idr *idp, void *ptr, int starting_id)
|
||||
{
|
||||
struct idr_layer *stk[MAX_LEVEL + 1]; // 你可以选择memset(0)
|
||||
int id = __idr_get_empty_slot(idp, stk);
|
||||
|
||||
if (id >= 0)
|
||||
{
|
||||
stk[0]->ary[IDR_MASK & id] = ptr;
|
||||
__idr_mark_full(idp, id, stk, 2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return id;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 从[0,INT_MAX]区间内返回一个最小的空闲ID
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param ptr - id 所对应的指针
|
||||
* @param int* id - 传入int指针,获取到的NEW_ID存在id里
|
||||
* @return int (0表示获取id成功, 负数代表错误 - 可能是内存空间不够)
|
||||
*/
|
||||
int idr_get_new(struct idr *idp, void *ptr, int *id)
|
||||
{
|
||||
int rv = __idr_get_new_above_int(idp, ptr, 0);
|
||||
if (rv < 0)
|
||||
return rv; // error
|
||||
*id = rv;
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 删除一个id,但是不释放对应的ptr指向的空间
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param id
|
||||
*/
|
||||
void idr_remove(struct idr *idp, int id)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(idp->top == NULL || id < 0))
|
||||
return;
|
||||
|
||||
struct idr_layer *stk[MAX_LEVEL + 1];
|
||||
if (0 == __idr_get_path(idp, id, stk))
|
||||
return; // 找不到路径
|
||||
|
||||
__idr_erase_full(idp, id, stk, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 移除IDR中所有的节点,如果free=true,则同时释放所有数据指针的空间(kfree)
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param free
|
||||
*/
|
||||
static void __idr_remove_all_with_free(struct idr *idp, bool free)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(NULL == idp->top))
|
||||
{
|
||||
kBUG("idr-module find a BUG: idp->top can't be NULL.");
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int sz = sizeof(struct idr_layer);
|
||||
struct idr_layer *stk[MAX_LEVEL + 1];
|
||||
struct idr_layer *cur_layer = idp->top;
|
||||
int layer = cur_layer->layer;
|
||||
stk[layer + 1] = NULL; // 标记数组结尾
|
||||
|
||||
while (cur_layer != NULL)
|
||||
{
|
||||
if (layer > 0 && cur_layer->bitmap) // 非叶子节点
|
||||
{
|
||||
stk[layer] = cur_layer; // 入栈
|
||||
int id = __lowbit_id(cur_layer->bitmap);
|
||||
|
||||
cur_layer->bitmap ^= (1ull << id);
|
||||
cur_layer = cur_layer->ary[id];
|
||||
stk[layer]->ary[id] = NULL;
|
||||
--layer;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
if (free)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < IDR_SIZE; i++) // 释放数据指针的空间
|
||||
{
|
||||
kfree(cur_layer->ary[i]);
|
||||
cur_layer->ary[i] = NULL;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
__idr_layer_free(cur_layer); // 释放空间记得设置为NULL
|
||||
++layer;
|
||||
|
||||
cur_layer = stk[layer]; // 出栈
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
idp->top = NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 删除idr的所有节点,同时释放数据指针的空间,回收free_list的所有空间 - (数据指针指ID所绑定的pointer)
|
||||
* @param idp
|
||||
*/
|
||||
static void __idr_destroy_with_free(struct idr *idp)
|
||||
{
|
||||
if (likely(idp->top))
|
||||
__idr_remove_all_with_free(idp, 1);
|
||||
idp->top = NULL;
|
||||
while (idp->id_free_cnt)
|
||||
__idr_layer_free(__get_from_free_list(idp));
|
||||
idp->free_list = NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 删除所有的ID
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
*/
|
||||
void idr_remove_all(struct idr *idp)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(NULL == idp->top))
|
||||
return;
|
||||
|
||||
__idr_remove_all_with_free(idp, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 释放一个idr占用的所有空间
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
*/
|
||||
void idr_destroy(struct idr *idp)
|
||||
{
|
||||
idr_remove_all(idp);
|
||||
idp->top = NULL;
|
||||
while (idp->id_free_cnt)
|
||||
__idr_layer_free(__get_from_free_list(idp));
|
||||
idp->free_list = NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 返回id对应的数据指针
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param id
|
||||
* @return void* (如果id不存在返回NULL;否则返回对应的指针ptr; 注意: 有可能用户的数据本来就是NULL)
|
||||
*/
|
||||
void *idr_find(struct idr *idp, int id)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(idp->top == NULL || id < 0))
|
||||
return NULL;
|
||||
|
||||
struct idr_layer *cur_layer = idp->top;
|
||||
int layer = cur_layer->layer; // 特判NULL
|
||||
|
||||
// 如果查询的ID的bit数量比layer*IDR_BITS还大, 直接返回NULL
|
||||
if ((id >> ((layer + 1) * IDR_BITS)) > 0)
|
||||
return NULL;
|
||||
|
||||
while (layer >= 0 && cur_layer)
|
||||
{
|
||||
int layer_id = (id >> (IDR_BITS * layer)) & IDR_MASK;
|
||||
cur_layer = cur_layer->ary[layer_id];
|
||||
--layer;
|
||||
}
|
||||
return cur_layer;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 返回id大于 start_id 的数据指针(即非空闲id对应的指针), 如果没有则返回NULL; 可以传入nextid指针,获取下一个id; 时间复杂度O(log_64(n)), 空间复杂度O(log_64(n)) 约为 6;
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param start_id
|
||||
* @param nextid
|
||||
* @return void*
|
||||
*/
|
||||
void *idr_find_next_getid(struct idr *idp, int start_id, int *nextid)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(idp->top == NULL))
|
||||
{
|
||||
*nextid = -1;
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
++start_id;
|
||||
start_id = max(0, start_id); // 特判负数
|
||||
*nextid = 0;
|
||||
|
||||
struct idr_layer *stk[MAX_LEVEL + 1];
|
||||
bool state[MAX_LEVEL + 1]; // 标记是否大于等于]
|
||||
int pos_i[MAX_LEVEL + 1];
|
||||
|
||||
memset(pos_i, 0, sizeof(pos_i)); // 必须清空
|
||||
|
||||
struct idr_layer *cur_layer = idp->top;
|
||||
bool cur_state = false;
|
||||
bool init_flag = true;
|
||||
int layer = cur_layer->layer;
|
||||
stk[layer + 1] = NULL; // 标记数组结尾
|
||||
|
||||
// 如果查询的ID的bit数量比layer*IDR_BITS还大, 直接返回NULL
|
||||
if ((start_id >> ((layer + 1) * IDR_BITS)) > 0)
|
||||
{
|
||||
*nextid = -1;
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
while (cur_layer) // layer < top->layer + 1
|
||||
{
|
||||
if (init_flag) // 第一次入栈
|
||||
{
|
||||
stk[layer] = cur_layer;
|
||||
state[layer] = cur_state;
|
||||
pos_i[layer] = cur_state ? 0 : ((start_id >> (layer * IDR_BITS)) & IDR_MASK);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
pos_i[layer]++;
|
||||
state[layer] = cur_state = true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned long t_bitmap = (cur_layer->bitmap >> pos_i[layer]);
|
||||
if (t_bitmap) // 进一步递归到儿子下面去
|
||||
{
|
||||
int layer_id = __lowbit_id(t_bitmap) + pos_i[layer];
|
||||
|
||||
// 特别情况
|
||||
if (NULL == cur_state && layer_id > pos_i[layer] > 0)
|
||||
cur_state = true;
|
||||
|
||||
pos_i[layer] = layer_id;
|
||||
|
||||
*nextid = (((uint64_t)*nextid) << IDR_BITS) | layer_id; // 更新答案
|
||||
if (layer == 0)
|
||||
{
|
||||
// 找到下一个id: nextid
|
||||
return cur_layer->ary[layer_id];
|
||||
}
|
||||
|
||||
cur_layer = cur_layer->ary[layer_id];
|
||||
init_flag = true; // 儿子节点第一次入栈, 需要init
|
||||
--layer;
|
||||
}
|
||||
else // 子树搜索完毕,向上回溯
|
||||
{
|
||||
(*nextid) >>= IDR_BITS; // 维护答案
|
||||
|
||||
++layer;
|
||||
cur_layer = stk[layer];
|
||||
init_flag = false; // 不是第一次入栈, 不需要init
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
*nextid = -1;
|
||||
return NULL; // 找不到
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 返回id大于 start_id 的数据指针(即非空闲id对应的指针), 如果没有则返回NULL
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param start_id
|
||||
* @return void*
|
||||
*/
|
||||
void *idr_find_next(struct idr *idp, int start_id)
|
||||
{
|
||||
int nextid;
|
||||
void *ptr = idr_find_next_getid(idp, start_id, &nextid);
|
||||
|
||||
return ptr; // 当 nextid == -1 时, 出现错误
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 根据id替换指针,你需要保证这个id存在于idr中,否则将会出现错误
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param ptr (要替换旧指针的新指针 - new_ptr)
|
||||
* @param id
|
||||
* @param old_ptr (返回旧指针, 注意NULL不一定是出现错误,有可能是数据本来就是NULL)
|
||||
* @return int (0代表成功,否则就是负数 - 代表错误)
|
||||
*/
|
||||
int idr_replace_get_old(struct idr *idp, void *ptr, int id, void **old_ptr)
|
||||
{
|
||||
*old_ptr = NULL;
|
||||
|
||||
if (unlikely(idp->top == NULL || id < 0))
|
||||
return -EDOM; // 参数错误
|
||||
|
||||
struct idr_layer *cur_layer = idp->top;
|
||||
int layer = cur_layer->layer;
|
||||
|
||||
// 如果查询的ID的bit数量比layer*IDR_BITS还大, 直接返回NULL
|
||||
if ((id >> ((layer + 1) * IDR_BITS)) > 0)
|
||||
return -EDOM;
|
||||
|
||||
while (layer > 0)
|
||||
{
|
||||
int layer_id = (id >> (layer * IDR_BITS)) & IDR_MASK;
|
||||
|
||||
if (unlikely(NULL == cur_layer->ary[layer_id]))
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
cur_layer = cur_layer->ary[layer_id];
|
||||
layer--;
|
||||
}
|
||||
|
||||
id &= IDR_MASK;
|
||||
*old_ptr = cur_layer->ary[id];
|
||||
cur_layer->ary[id] = ptr;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 根据id替换指针,你需要保证这个id存在于idr中,否则将会出现错误
|
||||
*
|
||||
* @param idp
|
||||
* @param ptr (要替换 '旧数据指针' 的 '新数据指针' - new_ptr)
|
||||
* @param id
|
||||
* @return int (0代表成功,否则就是错误码 - 代表错误)
|
||||
*/
|
||||
int idr_replace(struct idr *idp, void *ptr, int id)
|
||||
{
|
||||
if (id < 0)
|
||||
return -EDOM;
|
||||
|
||||
void *old_ptr;
|
||||
int flags = idr_replace_get_old(idp, ptr, id, &old_ptr);
|
||||
|
||||
return flags;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 初始化IDA, 你需要保证调用函数之前, ida的free_list为空, 否则会导致内存泄漏
|
||||
* @param ida_p
|
||||
*/
|
||||
void ida_init(struct ida *ida_p)
|
||||
{
|
||||
memset(ida_p, 0, sizeof(struct ida));
|
||||
idr_init(&ida_p->idr);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 释放bitmap空间
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
static void __ida_bitmap_free(struct ida_bitmap *bitmap)
|
||||
{
|
||||
kfree(bitmap);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 为ida预分配空间
|
||||
*
|
||||
* @param ida_p
|
||||
* @param gfp_mask
|
||||
* @return int (如果分配成功,将返回0; 否则返回负数错误码, 有可能是内存空间不够)
|
||||
*/
|
||||
int ida_pre_get(struct ida *ida_p, gfp_t gfp_mask)
|
||||
{
|
||||
if (idr_pre_get(&ida_p->idr, gfp_mask) != 0)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
unsigned long flags;
|
||||
spin_lock_irqsave(&ida_p->idr.lock, flags);
|
||||
|
||||
if (NULL == ida_p->free_list)
|
||||
{
|
||||
struct ida_bitmap *bitmap;
|
||||
bitmap = kzalloc(sizeof(struct ida_bitmap), gfp_mask);
|
||||
if (NULL == bitmap)
|
||||
{
|
||||
spin_unlock_irqrestore(&ida_p->idr.lock, flags);
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
}
|
||||
ida_p->free_list = bitmap;
|
||||
}
|
||||
|
||||
spin_unlock_irqrestore(&ida_p->idr.lock, flags);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief Get the ida bitmap object
|
||||
*
|
||||
* @param ida_p
|
||||
* @return void*
|
||||
*/
|
||||
static void *__get_ida_bitmap(struct ida *ida_p, gfp_t gfp_mask)
|
||||
{
|
||||
if (NULL == ida_p->free_list)
|
||||
if (ida_pre_get(ida_p, gfp_mask) < 0)
|
||||
return NULL;
|
||||
|
||||
struct ida_bitmap *tmp = ida_p->free_list;
|
||||
ida_p->free_list = NULL;
|
||||
return tmp;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 从bitmap中获取id, 并且标记这个ID已经被使用
|
||||
* @return int
|
||||
*/
|
||||
static int __get_id_from_bitmap(struct ida_bitmap *bmp)
|
||||
{
|
||||
int ret = 0;
|
||||
for (int ary_id = 0; ary_id < IDA_BITMAP_LONGS; ary_id++)
|
||||
{
|
||||
if (bmp->bitmap[ary_id] != IDR_FULL)
|
||||
{
|
||||
int bmp_id = __lowbit_id(~bmp->bitmap[ary_id]);
|
||||
bmp->bitmap[ary_id] |= (1ull << bmp_id);
|
||||
bmp->count++; // 注意, 这里已经标记这一位已经使用, 同时更新了ida_count
|
||||
|
||||
if (unlikely((unsigned long long)ary_id * IDA_BMP_SIZE + bmp_id > INT32_MAX))
|
||||
{
|
||||
kBUG("ida设置id范围为[0, INT32_MAX], 但ida获取的id数值超过INT32_MAX.");
|
||||
return -EDOM;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return ary_id * IDA_BMP_SIZE + bmp_id;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return -EDOM; // 不合法
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 获取一个ID
|
||||
*
|
||||
* @param ida_p
|
||||
* @param p_id
|
||||
* @return int (0表示获取ID成功, 否则是负数 - 错误码)
|
||||
*/
|
||||
int ida_get_new(struct ida *ida_p, int *p_id)
|
||||
{
|
||||
*p_id = -1;
|
||||
|
||||
struct idr_layer *stk[MAX_LEVEL + 1]; // 你可以选择memset(0)
|
||||
memset(stk, 0, sizeof(stk));
|
||||
int idr_id = __idr_get_empty_slot(&ida_p->idr, stk);
|
||||
|
||||
// 如果stk[0]=NULL,可能是idr内部出错/内存空间不够
|
||||
if (unlikely(NULL == stk[0]))
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
if (unlikely(idr_id < 0))
|
||||
return idr_id;
|
||||
|
||||
int layer_id = idr_id & IDR_MASK;
|
||||
|
||||
if (NULL == stk[0]->ary[layer_id])
|
||||
stk[0]->ary[layer_id] = __get_ida_bitmap(ida_p, 0);
|
||||
|
||||
if (unlikely(NULL == stk[0]->ary[layer_id]))
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
struct ida_bitmap *bmp = (struct ida_bitmap *)stk[0]->ary[layer_id];
|
||||
int low_id = __get_id_from_bitmap(bmp);
|
||||
|
||||
if (unlikely(low_id < 0))
|
||||
return low_id;
|
||||
|
||||
*p_id = idr_id * IDA_BITMAP_BITS + low_id;
|
||||
__idr_mark_full(&ida_p->idr, idr_id, stk, (bmp->count == IDA_FULL ? 2 : 1));
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 查询ID是否已经被分配
|
||||
*
|
||||
* @param ida_p
|
||||
* @param id
|
||||
* @return true
|
||||
* @return false
|
||||
*/
|
||||
bool ida_count(struct ida *ida_p, int id)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(NULL == ida_p || NULL == ida_p->idr.top || id < 0))
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
int idr_id = id / IDA_BITMAP_BITS;
|
||||
int ary_id = (id % IDA_BITMAP_BITS) / IDA_BMP_SIZE;
|
||||
int bmp_id = (id % IDA_BITMAP_BITS) % IDA_BMP_SIZE;
|
||||
|
||||
struct ida_bitmap *bmp = idr_find(&ida_p->idr, idr_id);
|
||||
if (NULL == bmp)
|
||||
return false;
|
||||
|
||||
return ((bmp->bitmap[ary_id] >> bmp_id) & 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 删除一个ID
|
||||
*
|
||||
* @param ida_p
|
||||
* @param id
|
||||
*/
|
||||
void ida_remove(struct ida *ida_p, int id)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(NULL == ida_p || NULL == ida_p->idr.top || id < 0))
|
||||
return;
|
||||
|
||||
int idr_id = id / IDA_BITMAP_BITS;
|
||||
int ary_id = (id % IDA_BITMAP_BITS) / IDA_BMP_SIZE;
|
||||
int bmp_id = (id % IDA_BITMAP_BITS) % IDA_BMP_SIZE;
|
||||
|
||||
struct idr_layer *stk[MAX_LEVEL + 1];
|
||||
memset(stk, 0, sizeof(stk));
|
||||
if (0 == __idr_get_path(&ida_p->idr, idr_id, stk))
|
||||
return;
|
||||
|
||||
struct ida_bitmap *b_p = (struct ida_bitmap *)stk[0]->ary[idr_id & IDR_MASK];
|
||||
|
||||
// 不存在这个ID 或者 b_p == NULL
|
||||
if (unlikely(NULL == b_p || 0 == ((b_p->bitmap[ary_id] >> bmp_id) & 1)))
|
||||
return;
|
||||
|
||||
b_p->count--; // 更新了ida_count
|
||||
b_p->bitmap[ary_id] ^= (1ull << bmp_id);
|
||||
|
||||
__idr_erase_full(&ida_p->idr, idr_id, stk, (b_p->count > 0 ? 1 : 0));
|
||||
if (0 == b_p->count)
|
||||
{
|
||||
__ida_bitmap_free(b_p);
|
||||
if (stk[0]) // stk[0] 有可能在 __idr_erase_full 里面已经kfree了
|
||||
stk[0]->ary[idr_id & IDR_MASK] = NULL; // 记得设置为空
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 释放所有空间(包括: idr + ida_bitmap + free_list)
|
||||
* @param ida_p
|
||||
*/
|
||||
void ida_destroy(struct ida *ida_p)
|
||||
{
|
||||
if (unlikely(ida_p == NULL))
|
||||
return;
|
||||
|
||||
__idr_destroy_with_free(&ida_p->idr);
|
||||
ida_p->idr.top = NULL;
|
||||
__ida_bitmap_free(ida_p->free_list);
|
||||
ida_p->free_list = NULL;
|
||||
}
|
@ -496,6 +496,7 @@ ul initial_kernel_thread(ul arg)
|
||||
ktest_start(ktest_test_bitree, 0),
|
||||
ktest_start(ktest_test_kfifo, 0),
|
||||
ktest_start(ktest_test_mutex, 0),
|
||||
ktest_start(ktest_test_idr, 0),
|
||||
// usb_pid,
|
||||
};
|
||||
kinfo("Waiting test thread exit...");
|
||||
|
Reference in New Issue
Block a user