xref: /openbmc/linux/lib/test_xarray.c (revision 722e9e5a)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * test_xarray.c: Test the XArray API
4  * Copyright (c) 2017-2018 Microsoft Corporation
5  * Copyright (c) 2019-2020 Oracle
6  * Author: Matthew Wilcox <willy@infradead.org>
7  */
8 
9 #include <linux/xarray.h>
10 #include <linux/module.h>
11 
12 static unsigned int tests_run;
13 static unsigned int tests_passed;
14 
15 static const unsigned int order_limit =
16 		IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? BITS_PER_LONG : 1;
17 
18 #ifndef XA_DEBUG
19 # ifdef __KERNEL__
xa_dump(const struct xarray * xa)20 void xa_dump(const struct xarray *xa) { }
21 # endif
22 #undef XA_BUG_ON
23 #define XA_BUG_ON(xa, x) do {					\
24 	tests_run++;						\
25 	if (x) {						\
26 		printk("BUG at %s:%d\n", __func__, __LINE__);	\
27 		xa_dump(xa);					\
28 		dump_stack();					\
29 	} else {						\
30 		tests_passed++;					\
31 	}							\
32 } while (0)
33 #endif
34 
xa_mk_index(unsigned long index)35 static void *xa_mk_index(unsigned long index)
36 {
37 	return xa_mk_value(index & LONG_MAX);
38 }
39 
xa_store_index(struct xarray * xa,unsigned long index,gfp_t gfp)40 static void *xa_store_index(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
41 {
42 	return xa_store(xa, index, xa_mk_index(index), gfp);
43 }
44 
xa_insert_index(struct xarray * xa,unsigned long index)45 static void xa_insert_index(struct xarray *xa, unsigned long index)
46 {
47 	XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, index, xa_mk_index(index),
48 				GFP_KERNEL) != 0);
49 }
50 
xa_alloc_index(struct xarray * xa,unsigned long index,gfp_t gfp)51 static void xa_alloc_index(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
52 {
53 	u32 id;
54 
55 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(index), xa_limit_32b,
56 				gfp) != 0);
57 	XA_BUG_ON(xa, id != index);
58 }
59 
xa_erase_index(struct xarray * xa,unsigned long index)60 static void xa_erase_index(struct xarray *xa, unsigned long index)
61 {
62 	XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, index) != xa_mk_index(index));
63 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index) != NULL);
64 }
65 
66 /*
67  * If anyone needs this, please move it to xarray.c.  We have no current
68  * users outside the test suite because all current multislot users want
69  * to use the advanced API.
70  */
xa_store_order(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned order,void * entry,gfp_t gfp)71 static void *xa_store_order(struct xarray *xa, unsigned long index,
72 		unsigned order, void *entry, gfp_t gfp)
73 {
74 	XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
75 	void *curr;
76 
77 	do {
78 		xas_lock(&xas);
79 		curr = xas_store(&xas, entry);
80 		xas_unlock(&xas);
81 	} while (xas_nomem(&xas, gfp));
82 
83 	return curr;
84 }
85 
check_xa_err(struct xarray * xa)86 static noinline void check_xa_err(struct xarray *xa)
87 {
88 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 0, GFP_NOWAIT)) != 0);
89 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_erase(xa, 0)) != 0);
90 #ifndef __KERNEL__
91 	/* The kernel does not fail GFP_NOWAIT allocations */
92 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 1, GFP_NOWAIT)) != -ENOMEM);
93 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 1, GFP_NOWAIT)) != -ENOMEM);
94 #endif
95 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL)) != 0);
96 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store(xa, 1, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL)) != 0);
97 	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_erase(xa, 1)) != 0);
98 // kills the test-suite :-(
99 //	XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store(xa, 0, xa_mk_internal(0), 0)) != -EINVAL);
100 }
101 
check_xas_retry(struct xarray * xa)102 static noinline void check_xas_retry(struct xarray *xa)
103 {
104 	XA_STATE(xas, xa, 0);
105 	void *entry;
106 
107 	xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
108 	xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL);
109 
110 	rcu_read_lock();
111 	XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_value(0));
112 	xa_erase_index(xa, 1);
113 	XA_BUG_ON(xa, !xa_is_retry(xas_reload(&xas)));
114 	XA_BUG_ON(xa, xas_retry(&xas, NULL));
115 	XA_BUG_ON(xa, xas_retry(&xas, xa_mk_value(0)));
116 	xas_reset(&xas);
117 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node != XAS_RESTART);
118 	XA_BUG_ON(xa, xas_next_entry(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_value(0));
119 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node != NULL);
120 	rcu_read_unlock();
121 
122 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL) != NULL);
123 
124 	rcu_read_lock();
125 	XA_BUG_ON(xa, !xa_is_internal(xas_reload(&xas)));
126 	xas.xa_node = XAS_RESTART;
127 	XA_BUG_ON(xa, xas_next_entry(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_value(0));
128 	rcu_read_unlock();
129 
130 	/* Make sure we can iterate through retry entries */
131 	xas_lock(&xas);
132 	xas_set(&xas, 0);
133 	xas_store(&xas, XA_RETRY_ENTRY);
134 	xas_set(&xas, 1);
135 	xas_store(&xas, XA_RETRY_ENTRY);
136 
137 	xas_set(&xas, 0);
138 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
139 		xas_store(&xas, xa_mk_index(xas.xa_index));
140 	}
141 	xas_unlock(&xas);
142 
143 	xa_erase_index(xa, 0);
144 	xa_erase_index(xa, 1);
145 }
146 
check_xa_load(struct xarray * xa)147 static noinline void check_xa_load(struct xarray *xa)
148 {
149 	unsigned long i, j;
150 
151 	for (i = 0; i < 1024; i++) {
152 		for (j = 0; j < 1024; j++) {
153 			void *entry = xa_load(xa, j);
154 			if (j < i)
155 				XA_BUG_ON(xa, xa_to_value(entry) != j);
156 			else
157 				XA_BUG_ON(xa, entry);
158 		}
159 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL) != NULL);
160 	}
161 
162 	for (i = 0; i < 1024; i++) {
163 		for (j = 0; j < 1024; j++) {
164 			void *entry = xa_load(xa, j);
165 			if (j >= i)
166 				XA_BUG_ON(xa, xa_to_value(entry) != j);
167 			else
168 				XA_BUG_ON(xa, entry);
169 		}
170 		xa_erase_index(xa, i);
171 	}
172 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
173 }
174 
check_xa_mark_1(struct xarray * xa,unsigned long index)175 static noinline void check_xa_mark_1(struct xarray *xa, unsigned long index)
176 {
177 	unsigned int order;
178 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 8 : 1;
179 
180 	/* NULL elements have no marks set */
181 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
182 	xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
183 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
184 
185 	/* Storing a pointer will not make a mark appear */
186 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL) != NULL);
187 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
188 	xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
189 	XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
190 
191 	/* Setting one mark will not set another mark */
192 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index + 1, XA_MARK_0));
193 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_1));
194 
195 	/* Storing NULL clears marks, and they can't be set again */
196 	xa_erase_index(xa, index);
197 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
198 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
199 	xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
200 	XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
201 
202 	/*
203 	 * Storing a multi-index entry over entries with marks gives the
204 	 * entire entry the union of the marks
205 	 */
206 	BUG_ON((index % 4) != 0);
207 	for (order = 2; order < max_order; order++) {
208 		unsigned long base = round_down(index, 1UL << order);
209 		unsigned long next = base + (1UL << order);
210 		unsigned long i;
211 
212 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, index + 1, GFP_KERNEL));
213 		xa_set_mark(xa, index + 1, XA_MARK_0);
214 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, index + 2, GFP_KERNEL));
215 		xa_set_mark(xa, index + 2, XA_MARK_2);
216 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, next, GFP_KERNEL));
217 		xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index),
218 				GFP_KERNEL);
219 		for (i = base; i < next; i++) {
220 			XA_STATE(xas, xa, i);
221 			unsigned int seen = 0;
222 			void *entry;
223 
224 			XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_0));
225 			XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_1));
226 			XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_2));
227 
228 			/* We should see two elements in the array */
229 			rcu_read_lock();
230 			xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX)
231 				seen++;
232 			rcu_read_unlock();
233 			XA_BUG_ON(xa, seen != 2);
234 
235 			/* One of which is marked */
236 			xas_set(&xas, 0);
237 			seen = 0;
238 			rcu_read_lock();
239 			xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_0)
240 				seen++;
241 			rcu_read_unlock();
242 			XA_BUG_ON(xa, seen != 1);
243 		}
244 		XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, next, XA_MARK_0));
245 		XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, next, XA_MARK_1));
246 		XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, next, XA_MARK_2));
247 		xa_erase_index(xa, index);
248 		xa_erase_index(xa, next);
249 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
250 	}
251 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
252 }
253 
check_xa_mark_2(struct xarray * xa)254 static noinline void check_xa_mark_2(struct xarray *xa)
255 {
256 	XA_STATE(xas, xa, 0);
257 	unsigned long index;
258 	unsigned int count = 0;
259 	void *entry;
260 
261 	xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
262 	xa_set_mark(xa, 0, XA_MARK_0);
263 	xas_lock(&xas);
264 	xas_load(&xas);
265 	xas_init_marks(&xas);
266 	xas_unlock(&xas);
267 	XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, 0, XA_MARK_0) == 0);
268 
269 	for (index = 3500; index < 4500; index++) {
270 		xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
271 		xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
272 	}
273 
274 	xas_reset(&xas);
275 	rcu_read_lock();
276 	xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_0)
277 		count++;
278 	rcu_read_unlock();
279 	XA_BUG_ON(xa, count != 1000);
280 
281 	xas_lock(&xas);
282 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
283 		xas_init_marks(&xas);
284 		XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, xas.xa_index, XA_MARK_0));
285 		XA_BUG_ON(xa, !xas_get_mark(&xas, XA_MARK_0));
286 	}
287 	xas_unlock(&xas);
288 
289 	xa_destroy(xa);
290 }
291 
check_xa_mark_3(struct xarray * xa)292 static noinline void check_xa_mark_3(struct xarray *xa)
293 {
294 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
295 	XA_STATE(xas, xa, 0x41);
296 	void *entry;
297 	int count = 0;
298 
299 	xa_store_order(xa, 0x40, 2, xa_mk_index(0x40), GFP_KERNEL);
300 	xa_set_mark(xa, 0x41, XA_MARK_0);
301 
302 	rcu_read_lock();
303 	xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_0) {
304 		count++;
305 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(0x40));
306 	}
307 	XA_BUG_ON(xa, count != 1);
308 	rcu_read_unlock();
309 	xa_destroy(xa);
310 #endif
311 }
312 
check_xa_mark(struct xarray * xa)313 static noinline void check_xa_mark(struct xarray *xa)
314 {
315 	unsigned long index;
316 
317 	for (index = 0; index < 16384; index += 4)
318 		check_xa_mark_1(xa, index);
319 
320 	check_xa_mark_2(xa);
321 	check_xa_mark_3(xa);
322 }
323 
check_xa_shrink(struct xarray * xa)324 static noinline void check_xa_shrink(struct xarray *xa)
325 {
326 	XA_STATE(xas, xa, 1);
327 	struct xa_node *node;
328 	unsigned int order;
329 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 15 : 1;
330 
331 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
332 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL) != NULL);
333 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL) != NULL);
334 
335 	/*
336 	 * Check that erasing the entry at 1 shrinks the tree and properly
337 	 * marks the node as being deleted.
338 	 */
339 	xas_lock(&xas);
340 	XA_BUG_ON(xa, xas_load(&xas) != xa_mk_value(1));
341 	node = xas.xa_node;
342 	XA_BUG_ON(xa, xa_entry_locked(xa, node, 0) != xa_mk_value(0));
343 	XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, NULL) != xa_mk_value(1));
344 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != NULL);
345 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node != XAS_BOUNDS);
346 	XA_BUG_ON(xa, xa_entry_locked(xa, node, 0) != XA_RETRY_ENTRY);
347 	XA_BUG_ON(xa, xas_load(&xas) != NULL);
348 	xas_unlock(&xas);
349 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(0));
350 	xa_erase_index(xa, 0);
351 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
352 
353 	for (order = 0; order < max_order; order++) {
354 		unsigned long max = (1UL << order) - 1;
355 		xa_store_order(xa, 0, order, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL);
356 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max) != xa_mk_value(0));
357 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max + 1) != NULL);
358 		rcu_read_lock();
359 		node = xa_head(xa);
360 		rcu_read_unlock();
361 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL) !=
362 				NULL);
363 		rcu_read_lock();
364 		XA_BUG_ON(xa, xa_head(xa) == node);
365 		rcu_read_unlock();
366 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max + 1) != NULL);
367 		xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
368 		XA_BUG_ON(xa, xa->xa_head != node);
369 		xa_erase_index(xa, 0);
370 	}
371 }
372 
check_insert(struct xarray * xa)373 static noinline void check_insert(struct xarray *xa)
374 {
375 	unsigned long i;
376 
377 	for (i = 0; i < 1024; i++) {
378 		xa_insert_index(xa, i);
379 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i - 1) != NULL);
380 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i + 1) != NULL);
381 		xa_erase_index(xa, i);
382 	}
383 
384 	for (i = 10; i < BITS_PER_LONG; i++) {
385 		xa_insert_index(xa, 1UL << i);
386 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, (1UL << i) - 1) != NULL);
387 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, (1UL << i) + 1) != NULL);
388 		xa_erase_index(xa, 1UL << i);
389 
390 		xa_insert_index(xa, (1UL << i) - 1);
391 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, (1UL << i) - 2) != NULL);
392 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1UL << i) != NULL);
393 		xa_erase_index(xa, (1UL << i) - 1);
394 	}
395 
396 	xa_insert_index(xa, ~0UL);
397 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0UL) != NULL);
398 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, ~1UL) != NULL);
399 	xa_erase_index(xa, ~0UL);
400 
401 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
402 }
403 
check_cmpxchg(struct xarray * xa)404 static noinline void check_cmpxchg(struct xarray *xa)
405 {
406 	void *FIVE = xa_mk_value(5);
407 	void *SIX = xa_mk_value(6);
408 	void *LOTS = xa_mk_value(12345678);
409 
410 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
411 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != NULL);
412 	XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 12345678, xa, GFP_KERNEL) != -EBUSY);
413 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, SIX, FIVE, GFP_KERNEL) != LOTS);
414 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, LOTS, FIVE, GFP_KERNEL) != LOTS);
415 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, FIVE, LOTS, GFP_KERNEL) != FIVE);
416 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 5, FIVE, NULL, GFP_KERNEL) != NULL);
417 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 5, NULL, FIVE, GFP_KERNEL) != NULL);
418 	XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 5, FIVE, GFP_KERNEL) != -EBUSY);
419 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 5, FIVE, NULL, GFP_KERNEL) != FIVE);
420 	XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 5, FIVE, GFP_KERNEL) == -EBUSY);
421 	xa_erase_index(xa, 12345678);
422 	xa_erase_index(xa, 5);
423 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
424 }
425 
check_reserve(struct xarray * xa)426 static noinline void check_reserve(struct xarray *xa)
427 {
428 	void *entry;
429 	unsigned long index;
430 	int count;
431 
432 	/* An array with a reserved entry is not empty */
433 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
434 	XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
435 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
436 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 12345678));
437 	xa_release(xa, 12345678);
438 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
439 
440 	/* Releasing a used entry does nothing */
441 	XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
442 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 12345678, GFP_NOWAIT) != NULL);
443 	xa_release(xa, 12345678);
444 	xa_erase_index(xa, 12345678);
445 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
446 
447 	/* cmpxchg sees a reserved entry as ZERO */
448 	XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
449 	XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, XA_ZERO_ENTRY,
450 				xa_mk_value(12345678), GFP_NOWAIT) != NULL);
451 	xa_release(xa, 12345678);
452 	xa_erase_index(xa, 12345678);
453 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
454 
455 	/* xa_insert treats it as busy */
456 	XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
457 	XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 12345678, xa_mk_value(12345678), 0) !=
458 			-EBUSY);
459 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
460 	XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, 12345678) != NULL);
461 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
462 
463 	/* Can iterate through a reserved entry */
464 	xa_store_index(xa, 5, GFP_KERNEL);
465 	XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 6, GFP_KERNEL) != 0);
466 	xa_store_index(xa, 7, GFP_KERNEL);
467 
468 	count = 0;
469 	xa_for_each(xa, index, entry) {
470 		XA_BUG_ON(xa, index != 5 && index != 7);
471 		count++;
472 	}
473 	XA_BUG_ON(xa, count != 2);
474 
475 	/* If we free a reserved entry, we should be able to allocate it */
476 	if (xa->xa_flags & XA_FLAGS_ALLOC) {
477 		u32 id;
478 
479 		XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_value(8),
480 					XA_LIMIT(5, 10), GFP_KERNEL) != 0);
481 		XA_BUG_ON(xa, id != 8);
482 
483 		xa_release(xa, 6);
484 		XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_value(6),
485 					XA_LIMIT(5, 10), GFP_KERNEL) != 0);
486 		XA_BUG_ON(xa, id != 6);
487 	}
488 
489 	xa_destroy(xa);
490 }
491 
check_xas_erase(struct xarray * xa)492 static noinline void check_xas_erase(struct xarray *xa)
493 {
494 	XA_STATE(xas, xa, 0);
495 	void *entry;
496 	unsigned long i, j;
497 
498 	for (i = 0; i < 200; i++) {
499 		for (j = i; j < 2 * i + 17; j++) {
500 			xas_set(&xas, j);
501 			do {
502 				xas_lock(&xas);
503 				xas_store(&xas, xa_mk_index(j));
504 				xas_unlock(&xas);
505 			} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
506 		}
507 
508 		xas_set(&xas, ULONG_MAX);
509 		do {
510 			xas_lock(&xas);
511 			xas_store(&xas, xa_mk_value(0));
512 			xas_unlock(&xas);
513 		} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
514 
515 		xas_lock(&xas);
516 		xas_store(&xas, NULL);
517 
518 		xas_set(&xas, 0);
519 		j = i;
520 		xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
521 			XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(j));
522 			xas_store(&xas, NULL);
523 			j++;
524 		}
525 		xas_unlock(&xas);
526 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
527 	}
528 }
529 
530 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
check_multi_store_1(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned int order)531 static noinline void check_multi_store_1(struct xarray *xa, unsigned long index,
532 		unsigned int order)
533 {
534 	XA_STATE(xas, xa, index);
535 	unsigned long min = index & ~((1UL << order) - 1);
536 	unsigned long max = min + (1UL << order);
537 
538 	xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);
539 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min) != xa_mk_index(index));
540 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max - 1) != xa_mk_index(index));
541 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max) != NULL);
542 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min - 1) != NULL);
543 
544 	xas_lock(&xas);
545 	XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, xa_mk_index(min)) != xa_mk_index(index));
546 	xas_unlock(&xas);
547 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min) != xa_mk_index(min));
548 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max - 1) != xa_mk_index(min));
549 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max) != NULL);
550 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min - 1) != NULL);
551 
552 	xa_erase_index(xa, min);
553 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
554 }
555 
check_multi_store_2(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned int order)556 static noinline void check_multi_store_2(struct xarray *xa, unsigned long index,
557 		unsigned int order)
558 {
559 	XA_STATE(xas, xa, index);
560 	xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL);
561 
562 	xas_lock(&xas);
563 	XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, xa_mk_value(1)) != xa_mk_value(0));
564 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != index);
565 	XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, NULL) != xa_mk_value(1));
566 	xas_unlock(&xas);
567 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
568 }
569 
check_multi_store_3(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned int order)570 static noinline void check_multi_store_3(struct xarray *xa, unsigned long index,
571 		unsigned int order)
572 {
573 	XA_STATE(xas, xa, 0);
574 	void *entry;
575 	int n = 0;
576 
577 	xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);
578 
579 	xas_lock(&xas);
580 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
581 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(index));
582 		n++;
583 	}
584 	XA_BUG_ON(xa, n != 1);
585 	xas_set(&xas, index + 1);
586 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
587 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(index));
588 		n++;
589 	}
590 	XA_BUG_ON(xa, n != 2);
591 	xas_unlock(&xas);
592 
593 	xa_destroy(xa);
594 }
595 #endif
596 
check_multi_store(struct xarray * xa)597 static noinline void check_multi_store(struct xarray *xa)
598 {
599 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
600 	unsigned long i, j, k;
601 	unsigned int max_order = (sizeof(long) == 4) ? 30 : 60;
602 
603 	/* Loading from any position returns the same value */
604 	xa_store_order(xa, 0, 1, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL);
605 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(0));
606 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != xa_mk_value(0));
607 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 2) != NULL);
608 	rcu_read_lock();
609 	XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->count != 2);
610 	XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->nr_values != 2);
611 	rcu_read_unlock();
612 
613 	/* Storing adjacent to the value does not alter the value */
614 	xa_store(xa, 3, xa, GFP_KERNEL);
615 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(0));
616 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != xa_mk_value(0));
617 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 2) != NULL);
618 	rcu_read_lock();
619 	XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->count != 3);
620 	XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->nr_values != 2);
621 	rcu_read_unlock();
622 
623 	/* Overwriting multiple indexes works */
624 	xa_store_order(xa, 0, 2, xa_mk_value(1), GFP_KERNEL);
625 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(1));
626 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != xa_mk_value(1));
627 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 2) != xa_mk_value(1));
628 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 3) != xa_mk_value(1));
629 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 4) != NULL);
630 	rcu_read_lock();
631 	XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->count != 4);
632 	XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->nr_values != 4);
633 	rcu_read_unlock();
634 
635 	/* We can erase multiple values with a single store */
636 	xa_store_order(xa, 0, BITS_PER_LONG - 1, NULL, GFP_KERNEL);
637 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
638 
639 	/* Even when the first slot is empty but the others aren't */
640 	xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL);
641 	xa_store_index(xa, 2, GFP_KERNEL);
642 	xa_store_order(xa, 0, 2, NULL, GFP_KERNEL);
643 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
644 
645 	for (i = 0; i < max_order; i++) {
646 		for (j = 0; j < max_order; j++) {
647 			xa_store_order(xa, 0, i, xa_mk_index(i), GFP_KERNEL);
648 			xa_store_order(xa, 0, j, xa_mk_index(j), GFP_KERNEL);
649 
650 			for (k = 0; k < max_order; k++) {
651 				void *entry = xa_load(xa, (1UL << k) - 1);
652 				if ((i < k) && (j < k))
653 					XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
654 				else
655 					XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(j));
656 			}
657 
658 			xa_erase(xa, 0);
659 			XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
660 		}
661 	}
662 
663 	for (i = 0; i < 20; i++) {
664 		check_multi_store_1(xa, 200, i);
665 		check_multi_store_1(xa, 0, i);
666 		check_multi_store_1(xa, (1UL << i) + 1, i);
667 	}
668 	check_multi_store_2(xa, 4095, 9);
669 
670 	for (i = 1; i < 20; i++) {
671 		check_multi_store_3(xa, 0, i);
672 		check_multi_store_3(xa, 1UL << i, i);
673 	}
674 #endif
675 }
676 
check_xa_alloc_1(struct xarray * xa,unsigned int base)677 static noinline void check_xa_alloc_1(struct xarray *xa, unsigned int base)
678 {
679 	int i;
680 	u32 id;
681 
682 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
683 	/* An empty array should assign %base to the first alloc */
684 	xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);
685 
686 	/* Erasing it should make the array empty again */
687 	xa_erase_index(xa, base);
688 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
689 
690 	/* And it should assign %base again */
691 	xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);
692 
693 	/* Allocating and then erasing a lot should not lose base */
694 	for (i = base + 1; i < 2 * XA_CHUNK_SIZE; i++)
695 		xa_alloc_index(xa, i, GFP_KERNEL);
696 	for (i = base; i < 2 * XA_CHUNK_SIZE; i++)
697 		xa_erase_index(xa, i);
698 	xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);
699 
700 	/* Destroying the array should do the same as erasing */
701 	xa_destroy(xa);
702 
703 	/* And it should assign %base again */
704 	xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);
705 
706 	/* The next assigned ID should be base+1 */
707 	xa_alloc_index(xa, base + 1, GFP_KERNEL);
708 	xa_erase_index(xa, base + 1);
709 
710 	/* Storing a value should mark it used */
711 	xa_store_index(xa, base + 1, GFP_KERNEL);
712 	xa_alloc_index(xa, base + 2, GFP_KERNEL);
713 
714 	/* If we then erase base, it should be free */
715 	xa_erase_index(xa, base);
716 	xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);
717 
718 	xa_erase_index(xa, base + 1);
719 	xa_erase_index(xa, base + 2);
720 
721 	for (i = 1; i < 5000; i++) {
722 		xa_alloc_index(xa, base + i, GFP_KERNEL);
723 	}
724 
725 	xa_destroy(xa);
726 
727 	/* Check that we fail properly at the limit of allocation */
728 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX - 1),
729 				XA_LIMIT(UINT_MAX - 1, UINT_MAX),
730 				GFP_KERNEL) != 0);
731 	XA_BUG_ON(xa, id != 0xfffffffeU);
732 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX),
733 				XA_LIMIT(UINT_MAX - 1, UINT_MAX),
734 				GFP_KERNEL) != 0);
735 	XA_BUG_ON(xa, id != 0xffffffffU);
736 	id = 3;
737 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(0),
738 				XA_LIMIT(UINT_MAX - 1, UINT_MAX),
739 				GFP_KERNEL) != -EBUSY);
740 	XA_BUG_ON(xa, id != 3);
741 	xa_destroy(xa);
742 
743 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(10), XA_LIMIT(10, 5),
744 				GFP_KERNEL) != -EBUSY);
745 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 3, GFP_KERNEL) != 0);
746 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(10), XA_LIMIT(10, 5),
747 				GFP_KERNEL) != -EBUSY);
748 	xa_erase_index(xa, 3);
749 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
750 }
751 
check_xa_alloc_2(struct xarray * xa,unsigned int base)752 static noinline void check_xa_alloc_2(struct xarray *xa, unsigned int base)
753 {
754 	unsigned int i, id;
755 	unsigned long index;
756 	void *entry;
757 
758 	/* Allocate and free a NULL and check xa_empty() behaves */
759 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
760 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b, GFP_KERNEL) != 0);
761 	XA_BUG_ON(xa, id != base);
762 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
763 	XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, id) != NULL);
764 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
765 
766 	/* Ditto, but check destroy instead of erase */
767 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
768 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b, GFP_KERNEL) != 0);
769 	XA_BUG_ON(xa, id != base);
770 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
771 	xa_destroy(xa);
772 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
773 
774 	for (i = base; i < base + 10; i++) {
775 		XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b,
776 					GFP_KERNEL) != 0);
777 		XA_BUG_ON(xa, id != i);
778 	}
779 
780 	XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 3, xa_mk_index(3), GFP_KERNEL) != NULL);
781 	XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 4, xa_mk_index(4), GFP_KERNEL) != NULL);
782 	XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 4, NULL, GFP_KERNEL) != xa_mk_index(4));
783 	XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, 5) != NULL);
784 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b, GFP_KERNEL) != 0);
785 	XA_BUG_ON(xa, id != 5);
786 
787 	xa_for_each(xa, index, entry) {
788 		xa_erase_index(xa, index);
789 	}
790 
791 	for (i = base; i < base + 9; i++) {
792 		XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, i) != NULL);
793 		XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
794 	}
795 	XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, 8) != NULL);
796 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
797 	XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, base + 9) != NULL);
798 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
799 
800 	xa_destroy(xa);
801 }
802 
check_xa_alloc_3(struct xarray * xa,unsigned int base)803 static noinline void check_xa_alloc_3(struct xarray *xa, unsigned int base)
804 {
805 	struct xa_limit limit = XA_LIMIT(1, 0x3fff);
806 	u32 next = 0;
807 	unsigned int i, id;
808 	unsigned long index;
809 	void *entry;
810 
811 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(1), limit,
812 				&next, GFP_KERNEL) != 0);
813 	XA_BUG_ON(xa, id != 1);
814 
815 	next = 0x3ffd;
816 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(0x3ffd), limit,
817 				&next, GFP_KERNEL) != 0);
818 	XA_BUG_ON(xa, id != 0x3ffd);
819 	xa_erase_index(xa, 0x3ffd);
820 	xa_erase_index(xa, 1);
821 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
822 
823 	for (i = 0x3ffe; i < 0x4003; i++) {
824 		if (i < 0x4000)
825 			entry = xa_mk_index(i);
826 		else
827 			entry = xa_mk_index(i - 0x3fff);
828 		XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, entry, limit,
829 					&next, GFP_KERNEL) != (id == 1));
830 		XA_BUG_ON(xa, xa_mk_index(id) != entry);
831 	}
832 
833 	/* Check wrap-around is handled correctly */
834 	if (base != 0)
835 		xa_erase_index(xa, base);
836 	xa_erase_index(xa, base + 1);
837 	next = UINT_MAX;
838 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX),
839 				xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 0);
840 	XA_BUG_ON(xa, id != UINT_MAX);
841 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(base),
842 				xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 1);
843 	XA_BUG_ON(xa, id != base);
844 	XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(base + 1),
845 				xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 0);
846 	XA_BUG_ON(xa, id != base + 1);
847 
848 	xa_for_each(xa, index, entry)
849 		xa_erase_index(xa, index);
850 
851 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
852 }
853 
854 static DEFINE_XARRAY_ALLOC(xa0);
855 static DEFINE_XARRAY_ALLOC1(xa1);
856 
check_xa_alloc(void)857 static noinline void check_xa_alloc(void)
858 {
859 	check_xa_alloc_1(&xa0, 0);
860 	check_xa_alloc_1(&xa1, 1);
861 	check_xa_alloc_2(&xa0, 0);
862 	check_xa_alloc_2(&xa1, 1);
863 	check_xa_alloc_3(&xa0, 0);
864 	check_xa_alloc_3(&xa1, 1);
865 }
866 
__check_store_iter(struct xarray * xa,unsigned long start,unsigned int order,unsigned int present)867 static noinline void __check_store_iter(struct xarray *xa, unsigned long start,
868 			unsigned int order, unsigned int present)
869 {
870 	XA_STATE_ORDER(xas, xa, start, order);
871 	void *entry;
872 	unsigned int count = 0;
873 
874 retry:
875 	xas_lock(&xas);
876 	xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
877 		XA_BUG_ON(xa, !xa_is_value(entry));
878 		XA_BUG_ON(xa, entry < xa_mk_index(start));
879 		XA_BUG_ON(xa, entry > xa_mk_index(start + (1UL << order) - 1));
880 		count++;
881 	}
882 	xas_store(&xas, xa_mk_index(start));
883 	xas_unlock(&xas);
884 	if (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL)) {
885 		count = 0;
886 		goto retry;
887 	}
888 	XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));
889 	XA_BUG_ON(xa, count != present);
890 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, start) != xa_mk_index(start));
891 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, start + (1UL << order) - 1) !=
892 			xa_mk_index(start));
893 	xa_erase_index(xa, start);
894 }
895 
check_store_iter(struct xarray * xa)896 static noinline void check_store_iter(struct xarray *xa)
897 {
898 	unsigned int i, j;
899 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
900 
901 	for (i = 0; i < max_order; i++) {
902 		unsigned int min = 1 << i;
903 		unsigned int max = (2 << i) - 1;
904 		__check_store_iter(xa, 0, i, 0);
905 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
906 		__check_store_iter(xa, min, i, 0);
907 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
908 
909 		xa_store_index(xa, min, GFP_KERNEL);
910 		__check_store_iter(xa, min, i, 1);
911 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
912 		xa_store_index(xa, max, GFP_KERNEL);
913 		__check_store_iter(xa, min, i, 1);
914 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
915 
916 		for (j = 0; j < min; j++)
917 			xa_store_index(xa, j, GFP_KERNEL);
918 		__check_store_iter(xa, 0, i, min);
919 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
920 		for (j = 0; j < min; j++)
921 			xa_store_index(xa, min + j, GFP_KERNEL);
922 		__check_store_iter(xa, min, i, min);
923 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
924 	}
925 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
926 	xa_store_index(xa, 63, GFP_KERNEL);
927 	xa_store_index(xa, 65, GFP_KERNEL);
928 	__check_store_iter(xa, 64, 2, 1);
929 	xa_erase_index(xa, 63);
930 #endif
931 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
932 }
933 
check_multi_find_1(struct xarray * xa,unsigned order)934 static noinline void check_multi_find_1(struct xarray *xa, unsigned order)
935 {
936 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
937 	unsigned long multi = 3 << order;
938 	unsigned long next = 4 << order;
939 	unsigned long index;
940 
941 	xa_store_order(xa, multi, order, xa_mk_value(multi), GFP_KERNEL);
942 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, next, GFP_KERNEL) != NULL);
943 	XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, next + 1, GFP_KERNEL) != NULL);
944 
945 	index = 0;
946 	XA_BUG_ON(xa, xa_find(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT) !=
947 			xa_mk_value(multi));
948 	XA_BUG_ON(xa, index != multi);
949 	index = multi + 1;
950 	XA_BUG_ON(xa, xa_find(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT) !=
951 			xa_mk_value(multi));
952 	XA_BUG_ON(xa, (index < multi) || (index >= next));
953 	XA_BUG_ON(xa, xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT) !=
954 			xa_mk_value(next));
955 	XA_BUG_ON(xa, index != next);
956 	XA_BUG_ON(xa, xa_find_after(xa, &index, next, XA_PRESENT) != NULL);
957 	XA_BUG_ON(xa, index != next);
958 
959 	xa_erase_index(xa, multi);
960 	xa_erase_index(xa, next);
961 	xa_erase_index(xa, next + 1);
962 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
963 #endif
964 }
965 
check_multi_find_2(struct xarray * xa)966 static noinline void check_multi_find_2(struct xarray *xa)
967 {
968 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 10 : 1;
969 	unsigned int i, j;
970 	void *entry;
971 
972 	for (i = 0; i < max_order; i++) {
973 		unsigned long index = 1UL << i;
974 		for (j = 0; j < index; j++) {
975 			XA_STATE(xas, xa, j + index);
976 			xa_store_index(xa, index - 1, GFP_KERNEL);
977 			xa_store_order(xa, index, i, xa_mk_index(index),
978 					GFP_KERNEL);
979 			rcu_read_lock();
980 			xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
981 				xa_erase_index(xa, index);
982 			}
983 			rcu_read_unlock();
984 			xa_erase_index(xa, index - 1);
985 			XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
986 		}
987 	}
988 }
989 
check_multi_find_3(struct xarray * xa)990 static noinline void check_multi_find_3(struct xarray *xa)
991 {
992 	unsigned int order;
993 
994 	for (order = 5; order < order_limit; order++) {
995 		unsigned long index = 1UL << (order - 5);
996 
997 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
998 		xa_store_order(xa, 0, order - 4, xa_mk_index(0), GFP_KERNEL);
999 		XA_BUG_ON(xa, xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT));
1000 		xa_erase_index(xa, 0);
1001 	}
1002 }
1003 
check_find_1(struct xarray * xa)1004 static noinline void check_find_1(struct xarray *xa)
1005 {
1006 	unsigned long i, j, k;
1007 
1008 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1009 
1010 	/*
1011 	 * Check xa_find with all pairs between 0 and 99 inclusive,
1012 	 * starting at every index between 0 and 99
1013 	 */
1014 	for (i = 0; i < 100; i++) {
1015 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL) != NULL);
1016 		xa_set_mark(xa, i, XA_MARK_0);
1017 		for (j = 0; j < i; j++) {
1018 			XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, j, GFP_KERNEL) !=
1019 					NULL);
1020 			xa_set_mark(xa, j, XA_MARK_0);
1021 			for (k = 0; k < 100; k++) {
1022 				unsigned long index = k;
1023 				void *entry = xa_find(xa, &index, ULONG_MAX,
1024 								XA_PRESENT);
1025 				if (k <= j)
1026 					XA_BUG_ON(xa, index != j);
1027 				else if (k <= i)
1028 					XA_BUG_ON(xa, index != i);
1029 				else
1030 					XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
1031 
1032 				index = k;
1033 				entry = xa_find(xa, &index, ULONG_MAX,
1034 								XA_MARK_0);
1035 				if (k <= j)
1036 					XA_BUG_ON(xa, index != j);
1037 				else if (k <= i)
1038 					XA_BUG_ON(xa, index != i);
1039 				else
1040 					XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
1041 			}
1042 			xa_erase_index(xa, j);
1043 			XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, j, XA_MARK_0));
1044 			XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_0));
1045 		}
1046 		xa_erase_index(xa, i);
1047 		XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_0));
1048 	}
1049 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1050 }
1051 
check_find_2(struct xarray * xa)1052 static noinline void check_find_2(struct xarray *xa)
1053 {
1054 	void *entry;
1055 	unsigned long i, j, index;
1056 
1057 	xa_for_each(xa, index, entry) {
1058 		XA_BUG_ON(xa, true);
1059 	}
1060 
1061 	for (i = 0; i < 1024; i++) {
1062 		xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
1063 		j = 0;
1064 		xa_for_each(xa, index, entry) {
1065 			XA_BUG_ON(xa, xa_mk_index(index) != entry);
1066 			XA_BUG_ON(xa, index != j++);
1067 		}
1068 	}
1069 
1070 	xa_destroy(xa);
1071 }
1072 
check_find_3(struct xarray * xa)1073 static noinline void check_find_3(struct xarray *xa)
1074 {
1075 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1076 	unsigned long i, j, k;
1077 	void *entry;
1078 
1079 	for (i = 0; i < 100; i++) {
1080 		for (j = 0; j < 100; j++) {
1081 			rcu_read_lock();
1082 			for (k = 0; k < 100; k++) {
1083 				xas_set(&xas, j);
1084 				xas_for_each_marked(&xas, entry, k, XA_MARK_0)
1085 					;
1086 				if (j > k)
1087 					XA_BUG_ON(xa,
1088 						xas.xa_node != XAS_RESTART);
1089 			}
1090 			rcu_read_unlock();
1091 		}
1092 		xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL);
1093 		xa_set_mark(xa, i, XA_MARK_0);
1094 	}
1095 	xa_destroy(xa);
1096 }
1097 
check_find_4(struct xarray * xa)1098 static noinline void check_find_4(struct xarray *xa)
1099 {
1100 	unsigned long index = 0;
1101 	void *entry;
1102 
1103 	xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL);
1104 
1105 	entry = xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT);
1106 	XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(ULONG_MAX));
1107 
1108 	entry = xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT);
1109 	XA_BUG_ON(xa, entry);
1110 
1111 	xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
1112 }
1113 
check_find(struct xarray * xa)1114 static noinline void check_find(struct xarray *xa)
1115 {
1116 	unsigned i;
1117 
1118 	check_find_1(xa);
1119 	check_find_2(xa);
1120 	check_find_3(xa);
1121 	check_find_4(xa);
1122 
1123 	for (i = 2; i < 10; i++)
1124 		check_multi_find_1(xa, i);
1125 	check_multi_find_2(xa);
1126 	check_multi_find_3(xa);
1127 }
1128 
1129 /* See find_swap_entry() in mm/shmem.c */
xa_find_entry(struct xarray * xa,void * item)1130 static noinline unsigned long xa_find_entry(struct xarray *xa, void *item)
1131 {
1132 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1133 	unsigned int checked = 0;
1134 	void *entry;
1135 
1136 	rcu_read_lock();
1137 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
1138 		if (xas_retry(&xas, entry))
1139 			continue;
1140 		if (entry == item)
1141 			break;
1142 		checked++;
1143 		if ((checked % 4) != 0)
1144 			continue;
1145 		xas_pause(&xas);
1146 	}
1147 	rcu_read_unlock();
1148 
1149 	return entry ? xas.xa_index : -1;
1150 }
1151 
check_find_entry(struct xarray * xa)1152 static noinline void check_find_entry(struct xarray *xa)
1153 {
1154 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
1155 	unsigned int order;
1156 	unsigned long offset, index;
1157 
1158 	for (order = 0; order < 20; order++) {
1159 		for (offset = 0; offset < (1UL << (order + 3));
1160 		     offset += (1UL << order)) {
1161 			for (index = 0; index < (1UL << (order + 5));
1162 			     index += (1UL << order)) {
1163 				xa_store_order(xa, index, order,
1164 						xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);
1165 				XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index) !=
1166 						xa_mk_index(index));
1167 				XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa,
1168 						xa_mk_index(index)) != index);
1169 			}
1170 			XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa) != -1);
1171 			xa_destroy(xa);
1172 		}
1173 	}
1174 #endif
1175 
1176 	XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa) != -1);
1177 	xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL);
1178 	XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa) != -1);
1179 	XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa_mk_index(ULONG_MAX)) != -1);
1180 	xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
1181 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1182 }
1183 
check_pause(struct xarray * xa)1184 static noinline void check_pause(struct xarray *xa)
1185 {
1186 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1187 	void *entry;
1188 	unsigned int order;
1189 	unsigned long index = 1;
1190 	unsigned int count = 0;
1191 
1192 	for (order = 0; order < order_limit; order++) {
1193 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_order(xa, index, order,
1194 					xa_mk_index(index), GFP_KERNEL));
1195 		index += 1UL << order;
1196 	}
1197 
1198 	rcu_read_lock();
1199 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
1200 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(1UL << count));
1201 		count++;
1202 	}
1203 	rcu_read_unlock();
1204 	XA_BUG_ON(xa, count != order_limit);
1205 
1206 	count = 0;
1207 	xas_set(&xas, 0);
1208 	rcu_read_lock();
1209 	xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
1210 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(1UL << count));
1211 		count++;
1212 		xas_pause(&xas);
1213 	}
1214 	rcu_read_unlock();
1215 	XA_BUG_ON(xa, count != order_limit);
1216 
1217 	xa_destroy(xa);
1218 }
1219 
check_move_tiny(struct xarray * xa)1220 static noinline void check_move_tiny(struct xarray *xa)
1221 {
1222 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1223 
1224 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1225 	rcu_read_lock();
1226 	XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
1227 	XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
1228 	rcu_read_unlock();
1229 	xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
1230 	rcu_read_lock();
1231 	xas_set(&xas, 0);
1232 	XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != xa_mk_index(0));
1233 	XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
1234 	xas_set(&xas, 0);
1235 	XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != xa_mk_index(0));
1236 	XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
1237 	rcu_read_unlock();
1238 	xa_erase_index(xa, 0);
1239 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1240 }
1241 
check_move_max(struct xarray * xa)1242 static noinline void check_move_max(struct xarray *xa)
1243 {
1244 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1245 
1246 	xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL);
1247 	rcu_read_lock();
1248 	XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_index(ULONG_MAX));
1249 	XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != NULL);
1250 	rcu_read_unlock();
1251 
1252 	xas_set(&xas, 0);
1253 	rcu_read_lock();
1254 	XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_index(ULONG_MAX));
1255 	xas_pause(&xas);
1256 	XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != NULL);
1257 	rcu_read_unlock();
1258 
1259 	xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
1260 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1261 }
1262 
check_move_small(struct xarray * xa,unsigned long idx)1263 static noinline void check_move_small(struct xarray *xa, unsigned long idx)
1264 {
1265 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1266 	unsigned long i;
1267 
1268 	xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
1269 	xa_store_index(xa, idx, GFP_KERNEL);
1270 
1271 	rcu_read_lock();
1272 	for (i = 0; i < idx * 4; i++) {
1273 		void *entry = xas_next(&xas);
1274 		if (i <= idx)
1275 			XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node == XAS_RESTART);
1276 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != i);
1277 		if (i == 0 || i == idx)
1278 			XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
1279 		else
1280 			XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
1281 	}
1282 	xas_next(&xas);
1283 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != i);
1284 
1285 	do {
1286 		void *entry = xas_prev(&xas);
1287 		i--;
1288 		if (i <= idx)
1289 			XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node == XAS_RESTART);
1290 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != i);
1291 		if (i == 0 || i == idx)
1292 			XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
1293 		else
1294 			XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
1295 	} while (i > 0);
1296 
1297 	xas_set(&xas, ULONG_MAX);
1298 	XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
1299 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);
1300 	XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != xa_mk_value(0));
1301 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != 0);
1302 	XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
1303 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);
1304 	rcu_read_unlock();
1305 
1306 	xa_erase_index(xa, 0);
1307 	xa_erase_index(xa, idx);
1308 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1309 }
1310 
check_move(struct xarray * xa)1311 static noinline void check_move(struct xarray *xa)
1312 {
1313 	XA_STATE(xas, xa, (1 << 16) - 1);
1314 	unsigned long i;
1315 
1316 	for (i = 0; i < (1 << 16); i++)
1317 		XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL) != NULL);
1318 
1319 	rcu_read_lock();
1320 	do {
1321 		void *entry = xas_prev(&xas);
1322 		i--;
1323 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
1324 		XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
1325 	} while (i != 0);
1326 
1327 	XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
1328 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);
1329 
1330 	do {
1331 		void *entry = xas_next(&xas);
1332 		XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
1333 		XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
1334 		i++;
1335 	} while (i < (1 << 16));
1336 	rcu_read_unlock();
1337 
1338 	for (i = (1 << 8); i < (1 << 15); i++)
1339 		xa_erase_index(xa, i);
1340 
1341 	i = xas.xa_index;
1342 
1343 	rcu_read_lock();
1344 	do {
1345 		void *entry = xas_prev(&xas);
1346 		i--;
1347 		if ((i < (1 << 8)) || (i >= (1 << 15)))
1348 			XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
1349 		else
1350 			XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
1351 		XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
1352 	} while (i != 0);
1353 
1354 	XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
1355 	XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);
1356 
1357 	do {
1358 		void *entry = xas_next(&xas);
1359 		if ((i < (1 << 8)) || (i >= (1 << 15)))
1360 			XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
1361 		else
1362 			XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
1363 		XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
1364 		i++;
1365 	} while (i < (1 << 16));
1366 	rcu_read_unlock();
1367 
1368 	xa_destroy(xa);
1369 
1370 	check_move_tiny(xa);
1371 	check_move_max(xa);
1372 
1373 	for (i = 0; i < 16; i++)
1374 		check_move_small(xa, 1UL << i);
1375 
1376 	for (i = 2; i < 16; i++)
1377 		check_move_small(xa, (1UL << i) - 1);
1378 }
1379 
xa_store_many_order(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned order)1380 static noinline void xa_store_many_order(struct xarray *xa,
1381 		unsigned long index, unsigned order)
1382 {
1383 	XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
1384 	unsigned int i = 0;
1385 
1386 	do {
1387 		xas_lock(&xas);
1388 		XA_BUG_ON(xa, xas_find_conflict(&xas));
1389 		xas_create_range(&xas);
1390 		if (xas_error(&xas))
1391 			goto unlock;
1392 		for (i = 0; i < (1U << order); i++) {
1393 			XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, xa_mk_index(index + i)));
1394 			xas_next(&xas);
1395 		}
1396 unlock:
1397 		xas_unlock(&xas);
1398 	} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
1399 
1400 	XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));
1401 }
1402 
check_create_range_1(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned order)1403 static noinline void check_create_range_1(struct xarray *xa,
1404 		unsigned long index, unsigned order)
1405 {
1406 	unsigned long i;
1407 
1408 	xa_store_many_order(xa, index, order);
1409 	for (i = index; i < index + (1UL << order); i++)
1410 		xa_erase_index(xa, i);
1411 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1412 }
1413 
check_create_range_2(struct xarray * xa,unsigned order)1414 static noinline void check_create_range_2(struct xarray *xa, unsigned order)
1415 {
1416 	unsigned long i;
1417 	unsigned long nr = 1UL << order;
1418 
1419 	for (i = 0; i < nr * nr; i += nr)
1420 		xa_store_many_order(xa, i, order);
1421 	for (i = 0; i < nr * nr; i++)
1422 		xa_erase_index(xa, i);
1423 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1424 }
1425 
check_create_range_3(void)1426 static noinline void check_create_range_3(void)
1427 {
1428 	XA_STATE(xas, NULL, 0);
1429 	xas_set_err(&xas, -EEXIST);
1430 	xas_create_range(&xas);
1431 	XA_BUG_ON(NULL, xas_error(&xas) != -EEXIST);
1432 }
1433 
check_create_range_4(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned order)1434 static noinline void check_create_range_4(struct xarray *xa,
1435 		unsigned long index, unsigned order)
1436 {
1437 	XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
1438 	unsigned long base = xas.xa_index;
1439 	unsigned long i = 0;
1440 
1441 	xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
1442 	do {
1443 		xas_lock(&xas);
1444 		xas_create_range(&xas);
1445 		if (xas_error(&xas))
1446 			goto unlock;
1447 		for (i = 0; i < (1UL << order); i++) {
1448 			void *old = xas_store(&xas, xa_mk_index(base + i));
1449 			if (xas.xa_index == index)
1450 				XA_BUG_ON(xa, old != xa_mk_index(base + i));
1451 			else
1452 				XA_BUG_ON(xa, old != NULL);
1453 			xas_next(&xas);
1454 		}
1455 unlock:
1456 		xas_unlock(&xas);
1457 	} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
1458 
1459 	XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));
1460 
1461 	for (i = base; i < base + (1UL << order); i++)
1462 		xa_erase_index(xa, i);
1463 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1464 }
1465 
check_create_range_5(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned int order)1466 static noinline void check_create_range_5(struct xarray *xa,
1467 		unsigned long index, unsigned int order)
1468 {
1469 	XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
1470 	unsigned int i;
1471 
1472 	xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);
1473 
1474 	for (i = 0; i < order + 10; i++) {
1475 		do {
1476 			xas_lock(&xas);
1477 			xas_create_range(&xas);
1478 			xas_unlock(&xas);
1479 		} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
1480 	}
1481 
1482 	xa_destroy(xa);
1483 }
1484 
check_create_range(struct xarray * xa)1485 static noinline void check_create_range(struct xarray *xa)
1486 {
1487 	unsigned int order;
1488 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 12 : 1;
1489 
1490 	for (order = 0; order < max_order; order++) {
1491 		check_create_range_1(xa, 0, order);
1492 		check_create_range_1(xa, 1U << order, order);
1493 		check_create_range_1(xa, 2U << order, order);
1494 		check_create_range_1(xa, 3U << order, order);
1495 		check_create_range_1(xa, 1U << 24, order);
1496 		if (order < 10)
1497 			check_create_range_2(xa, order);
1498 
1499 		check_create_range_4(xa, 0, order);
1500 		check_create_range_4(xa, 1U << order, order);
1501 		check_create_range_4(xa, 2U << order, order);
1502 		check_create_range_4(xa, 3U << order, order);
1503 		check_create_range_4(xa, 1U << 24, order);
1504 
1505 		check_create_range_4(xa, 1, order);
1506 		check_create_range_4(xa, (1U << order) + 1, order);
1507 		check_create_range_4(xa, (2U << order) + 1, order);
1508 		check_create_range_4(xa, (2U << order) - 1, order);
1509 		check_create_range_4(xa, (3U << order) + 1, order);
1510 		check_create_range_4(xa, (3U << order) - 1, order);
1511 		check_create_range_4(xa, (1U << 24) + 1, order);
1512 
1513 		check_create_range_5(xa, 0, order);
1514 		check_create_range_5(xa, (1U << order), order);
1515 	}
1516 
1517 	check_create_range_3();
1518 }
1519 
__check_store_range(struct xarray * xa,unsigned long first,unsigned long last)1520 static noinline void __check_store_range(struct xarray *xa, unsigned long first,
1521 		unsigned long last)
1522 {
1523 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
1524 	xa_store_range(xa, first, last, xa_mk_index(first), GFP_KERNEL);
1525 
1526 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, first) != xa_mk_index(first));
1527 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, last) != xa_mk_index(first));
1528 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, first - 1) != NULL);
1529 	XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, last + 1) != NULL);
1530 
1531 	xa_store_range(xa, first, last, NULL, GFP_KERNEL);
1532 #endif
1533 
1534 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1535 }
1536 
check_store_range(struct xarray * xa)1537 static noinline void check_store_range(struct xarray *xa)
1538 {
1539 	unsigned long i, j;
1540 
1541 	for (i = 0; i < 128; i++) {
1542 		for (j = i; j < 128; j++) {
1543 			__check_store_range(xa, i, j);
1544 			__check_store_range(xa, 128 + i, 128 + j);
1545 			__check_store_range(xa, 4095 + i, 4095 + j);
1546 			__check_store_range(xa, 4096 + i, 4096 + j);
1547 			__check_store_range(xa, 123456 + i, 123456 + j);
1548 			__check_store_range(xa, (1 << 24) + i, (1 << 24) + j);
1549 		}
1550 	}
1551 }
1552 
1553 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
check_split_1(struct xarray * xa,unsigned long index,unsigned int order,unsigned int new_order)1554 static void check_split_1(struct xarray *xa, unsigned long index,
1555 				unsigned int order, unsigned int new_order)
1556 {
1557 	XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, new_order);
1558 	unsigned int i;
1559 
1560 	xa_store_order(xa, index, order, xa, GFP_KERNEL);
1561 
1562 	xas_split_alloc(&xas, xa, order, GFP_KERNEL);
1563 	xas_lock(&xas);
1564 	xas_split(&xas, xa, order);
1565 	for (i = 0; i < (1 << order); i += (1 << new_order))
1566 		__xa_store(xa, index + i, xa_mk_index(index + i), 0);
1567 	xas_unlock(&xas);
1568 
1569 	for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
1570 		unsigned int val = index + (i & ~((1 << new_order) - 1));
1571 		XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index + i) != xa_mk_index(val));
1572 	}
1573 
1574 	xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
1575 	XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
1576 
1577 	xa_destroy(xa);
1578 }
1579 
check_split(struct xarray * xa)1580 static noinline void check_split(struct xarray *xa)
1581 {
1582 	unsigned int order, new_order;
1583 
1584 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1585 
1586 	for (order = 1; order < 2 * XA_CHUNK_SHIFT; order++) {
1587 		for (new_order = 0; new_order < order; new_order++) {
1588 			check_split_1(xa, 0, order, new_order);
1589 			check_split_1(xa, 1UL << order, order, new_order);
1590 			check_split_1(xa, 3UL << order, order, new_order);
1591 		}
1592 	}
1593 }
1594 #else
check_split(struct xarray * xa)1595 static void check_split(struct xarray *xa) { }
1596 #endif
1597 
check_align_1(struct xarray * xa,char * name)1598 static void check_align_1(struct xarray *xa, char *name)
1599 {
1600 	int i;
1601 	unsigned int id;
1602 	unsigned long index;
1603 	void *entry;
1604 
1605 	for (i = 0; i < 8; i++) {
1606 		XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, name + i, xa_limit_32b,
1607 					GFP_KERNEL) != 0);
1608 		XA_BUG_ON(xa, id != i);
1609 	}
1610 	xa_for_each(xa, index, entry)
1611 		XA_BUG_ON(xa, xa_is_err(entry));
1612 	xa_destroy(xa);
1613 }
1614 
1615 /*
1616  * We should always be able to store without allocating memory after
1617  * reserving a slot.
1618  */
check_align_2(struct xarray * xa,char * name)1619 static void check_align_2(struct xarray *xa, char *name)
1620 {
1621 	int i;
1622 
1623 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1624 
1625 	for (i = 0; i < 8; i++) {
1626 		XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 0, name + i, GFP_KERNEL) != NULL);
1627 		xa_erase(xa, 0);
1628 	}
1629 
1630 	for (i = 0; i < 8; i++) {
1631 		XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 0, GFP_KERNEL) != 0);
1632 		XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 0, name + i, 0) != NULL);
1633 		xa_erase(xa, 0);
1634 	}
1635 
1636 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1637 }
1638 
check_align(struct xarray * xa)1639 static noinline void check_align(struct xarray *xa)
1640 {
1641 	char name[] = "Motorola 68000";
1642 
1643 	check_align_1(xa, name);
1644 	check_align_1(xa, name + 1);
1645 	check_align_1(xa, name + 2);
1646 	check_align_1(xa, name + 3);
1647 	check_align_2(xa, name);
1648 }
1649 
1650 static LIST_HEAD(shadow_nodes);
1651 
test_update_node(struct xa_node * node)1652 static void test_update_node(struct xa_node *node)
1653 {
1654 	if (node->count && node->count == node->nr_values) {
1655 		if (list_empty(&node->private_list))
1656 			list_add(&shadow_nodes, &node->private_list);
1657 	} else {
1658 		if (!list_empty(&node->private_list))
1659 			list_del_init(&node->private_list);
1660 	}
1661 }
1662 
shadow_remove(struct xarray * xa)1663 static noinline void shadow_remove(struct xarray *xa)
1664 {
1665 	struct xa_node *node;
1666 
1667 	xa_lock(xa);
1668 	while ((node = list_first_entry_or_null(&shadow_nodes,
1669 					struct xa_node, private_list))) {
1670 		XA_BUG_ON(xa, node->array != xa);
1671 		list_del_init(&node->private_list);
1672 		xa_delete_node(node, test_update_node);
1673 	}
1674 	xa_unlock(xa);
1675 }
1676 
check_workingset(struct xarray * xa,unsigned long index)1677 static noinline void check_workingset(struct xarray *xa, unsigned long index)
1678 {
1679 	XA_STATE(xas, xa, index);
1680 	xas_set_update(&xas, test_update_node);
1681 
1682 	do {
1683 		xas_lock(&xas);
1684 		xas_store(&xas, xa_mk_value(0));
1685 		xas_next(&xas);
1686 		xas_store(&xas, xa_mk_value(1));
1687 		xas_unlock(&xas);
1688 	} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
1689 
1690 	XA_BUG_ON(xa, list_empty(&shadow_nodes));
1691 
1692 	xas_lock(&xas);
1693 	xas_next(&xas);
1694 	xas_store(&xas, &xas);
1695 	XA_BUG_ON(xa, !list_empty(&shadow_nodes));
1696 
1697 	xas_store(&xas, xa_mk_value(2));
1698 	xas_unlock(&xas);
1699 	XA_BUG_ON(xa, list_empty(&shadow_nodes));
1700 
1701 	shadow_remove(xa);
1702 	XA_BUG_ON(xa, !list_empty(&shadow_nodes));
1703 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1704 }
1705 
1706 /*
1707  * Check that the pointer / value / sibling entries are accounted the
1708  * way we expect them to be.
1709  */
check_account(struct xarray * xa)1710 static noinline void check_account(struct xarray *xa)
1711 {
1712 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
1713 	unsigned int order;
1714 
1715 	for (order = 1; order < 12; order++) {
1716 		XA_STATE(xas, xa, 1 << order);
1717 
1718 		xa_store_order(xa, 0, order, xa, GFP_KERNEL);
1719 		rcu_read_lock();
1720 		xas_load(&xas);
1721 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->count == 0);
1722 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->count > (1 << order));
1723 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->nr_values != 0);
1724 		rcu_read_unlock();
1725 
1726 		xa_store_order(xa, 1 << order, order, xa_mk_index(1UL << order),
1727 				GFP_KERNEL);
1728 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->count != xas.xa_node->nr_values * 2);
1729 
1730 		xa_erase(xa, 1 << order);
1731 		XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->nr_values != 0);
1732 
1733 		xa_erase(xa, 0);
1734 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1735 	}
1736 #endif
1737 }
1738 
check_get_order(struct xarray * xa)1739 static noinline void check_get_order(struct xarray *xa)
1740 {
1741 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
1742 	unsigned int order;
1743 	unsigned long i, j;
1744 
1745 	for (i = 0; i < 3; i++)
1746 		XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, i) != 0);
1747 
1748 	for (order = 0; order < max_order; order++) {
1749 		for (i = 0; i < 10; i++) {
1750 			xa_store_order(xa, i << order, order,
1751 					xa_mk_index(i << order), GFP_KERNEL);
1752 			for (j = i << order; j < (i + 1) << order; j++)
1753 				XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, j) != order);
1754 			xa_erase(xa, i << order);
1755 		}
1756 	}
1757 }
1758 
check_xas_get_order(struct xarray * xa)1759 static noinline void check_xas_get_order(struct xarray *xa)
1760 {
1761 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1762 
1763 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
1764 	unsigned int order;
1765 	unsigned long i, j;
1766 
1767 	for (order = 0; order < max_order; order++) {
1768 		for (i = 0; i < 10; i++) {
1769 			xas_set_order(&xas, i << order, order);
1770 			do {
1771 				xas_lock(&xas);
1772 				xas_store(&xas, xa_mk_value(i));
1773 				xas_unlock(&xas);
1774 			} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
1775 
1776 			for (j = i << order; j < (i + 1) << order; j++) {
1777 				xas_set_order(&xas, j, 0);
1778 				rcu_read_lock();
1779 				xas_load(&xas);
1780 				XA_BUG_ON(xa, xas_get_order(&xas) != order);
1781 				rcu_read_unlock();
1782 			}
1783 
1784 			xas_lock(&xas);
1785 			xas_set_order(&xas, i << order, order);
1786 			xas_store(&xas, NULL);
1787 			xas_unlock(&xas);
1788 		}
1789 	}
1790 }
1791 
check_xas_conflict_get_order(struct xarray * xa)1792 static noinline void check_xas_conflict_get_order(struct xarray *xa)
1793 {
1794 	XA_STATE(xas, xa, 0);
1795 
1796 	void *entry;
1797 	int only_once;
1798 	unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
1799 	unsigned int order;
1800 	unsigned long i, j, k;
1801 
1802 	for (order = 0; order < max_order; order++) {
1803 		for (i = 0; i < 10; i++) {
1804 			xas_set_order(&xas, i << order, order);
1805 			do {
1806 				xas_lock(&xas);
1807 				xas_store(&xas, xa_mk_value(i));
1808 				xas_unlock(&xas);
1809 			} while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
1810 
1811 			/*
1812 			 * Ensure xas_get_order works with xas_for_each_conflict.
1813 			 */
1814 			j = i << order;
1815 			for (k = 0; k < order; k++) {
1816 				only_once = 0;
1817 				xas_set_order(&xas, j + (1 << k), k);
1818 				xas_lock(&xas);
1819 				xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
1820 					XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_value(i));
1821 					XA_BUG_ON(xa, xas_get_order(&xas) != order);
1822 					only_once++;
1823 				}
1824 				XA_BUG_ON(xa, only_once != 1);
1825 				xas_unlock(&xas);
1826 			}
1827 
1828 			if (order < max_order - 1) {
1829 				only_once = 0;
1830 				xas_set_order(&xas, (i & ~1UL) << order, order + 1);
1831 				xas_lock(&xas);
1832 				xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
1833 					XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_value(i));
1834 					XA_BUG_ON(xa, xas_get_order(&xas) != order);
1835 					only_once++;
1836 				}
1837 				XA_BUG_ON(xa, only_once != 1);
1838 				xas_unlock(&xas);
1839 			}
1840 
1841 			xas_set_order(&xas, i << order, order);
1842 			xas_lock(&xas);
1843 			xas_store(&xas, NULL);
1844 			xas_unlock(&xas);
1845 		}
1846 	}
1847 }
1848 
1849 
check_destroy(struct xarray * xa)1850 static noinline void check_destroy(struct xarray *xa)
1851 {
1852 	unsigned long index;
1853 
1854 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1855 
1856 	/* Destroying an empty array is a no-op */
1857 	xa_destroy(xa);
1858 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1859 
1860 	/* Destroying an array with a single entry */
1861 	for (index = 0; index < 1000; index++) {
1862 		xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
1863 		XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
1864 		xa_destroy(xa);
1865 		XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1866 	}
1867 
1868 	/* Destroying an array with a single entry at ULONG_MAX */
1869 	xa_store(xa, ULONG_MAX, xa, GFP_KERNEL);
1870 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
1871 	xa_destroy(xa);
1872 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1873 
1874 #ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
1875 	/* Destroying an array with a multi-index entry */
1876 	xa_store_order(xa, 1 << 11, 11, xa, GFP_KERNEL);
1877 	XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
1878 	xa_destroy(xa);
1879 	XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
1880 #endif
1881 }
1882 
1883 static DEFINE_XARRAY(array);
1884 
xarray_checks(void)1885 static int xarray_checks(void)
1886 {
1887 	check_xa_err(&array);
1888 	check_xas_retry(&array);
1889 	check_xa_load(&array);
1890 	check_xa_mark(&array);
1891 	check_xa_shrink(&array);
1892 	check_xas_erase(&array);
1893 	check_insert(&array);
1894 	check_cmpxchg(&array);
1895 	check_reserve(&array);
1896 	check_reserve(&xa0);
1897 	check_multi_store(&array);
1898 	check_get_order(&array);
1899 	check_xas_get_order(&array);
1900 	check_xas_conflict_get_order(&array);
1901 	check_xa_alloc();
1902 	check_find(&array);
1903 	check_find_entry(&array);
1904 	check_pause(&array);
1905 	check_account(&array);
1906 	check_destroy(&array);
1907 	check_move(&array);
1908 	check_create_range(&array);
1909 	check_store_range(&array);
1910 	check_store_iter(&array);
1911 	check_align(&xa0);
1912 	check_split(&array);
1913 
1914 	check_workingset(&array, 0);
1915 	check_workingset(&array, 64);
1916 	check_workingset(&array, 4096);
1917 
1918 	printk("XArray: %u of %u tests passed\n", tests_passed, tests_run);
1919 	return (tests_run == tests_passed) ? 0 : -EINVAL;
1920 }
1921 
xarray_exit(void)1922 static void xarray_exit(void)
1923 {
1924 }
1925 
1926 module_init(xarray_checks);
1927 module_exit(xarray_exit);
1928 MODULE_AUTHOR("Matthew Wilcox <willy@infradead.org>");
1929 MODULE_LICENSE("GPL");
1930