Ignore:
File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • kernel/generic/src/adt/bitmap.c

    r64f3d3b rf72906c  
    3737 * setting and clearing ranges of bits and for finding ranges
    3838 * of unset bits.
    39  *
    40  * The bitmap ADT can optionally implement a two-level hierarchy
    41  * for faster range searches. The second level bitmap (of blocks)
    42  * is not precise, but conservative. This means that if the block
    43  * bit is set, it guarantees that all bits in the block are set.
    44  * But if the block bit is unset, nothing can be said about the
    45  * bits in the block.
    46  *
    4739 */
    4840
     
    5648#define ALL_ZEROES  0x00
    5749
    58 /** Compute the size of a bitmap
    59  *
    60  * Compute the size of a bitmap that can store given number
    61  * of elements.
    62  *
    63  * @param elements Number of elements to store.
    64  *
    65  * @return Size of the bitmap (in units of BITMAP_ELEMENT bits).
    66  *
    67  */
    68 static size_t bitmap_bytes(size_t elements)
    69 {
    70         size_t bytes = elements / BITMAP_ELEMENT;
    71        
    72         if ((elements % BITMAP_ELEMENT) != 0)
    73                 bytes++;
    74        
    75         return bytes;
    76 }
    77 
    78 /** Compute the number of 2nd level blocks
    79  *
    80  * Compute the number of 2nd level blocks for a given number
    81  * of elements.
    82  *
    83  * @param elements   Number of elements.
    84  * @param block_size Number of elements in one block.
    85  *
    86  * @return Number of 2nd level blocks.
    87  * @return Zero if block_size is zero.
    88  *
    89  */
    90 static size_t bitmap_blocks(size_t elements, size_t block_size)
    91 {
    92         if (block_size == 0)
    93                 return 0;
    94        
    95         size_t blocks = elements / block_size;
    96        
    97         if ((elements % block_size) != 0)
    98                 blocks++;
    99        
    100         return blocks;
    101 }
    102 
    10350/** Unchecked version of bitmap_get()
    10451 *
     
    11360static unsigned int bitmap_get_fast(bitmap_t *bitmap, size_t element)
    11461{
    115         return !!((bitmap->bits)[element / BITMAP_ELEMENT] &
    116             (1 << (element & BITMAP_REMAINER)));
     62        size_t byte = element / BITMAP_ELEMENT;
     63        uint8_t mask = 1 << (element & BITMAP_REMAINER);
     64       
     65        return !!((bitmap->bits)[byte] & mask);
    11766}
    11867
     
    12271 *
    12372 * @param elements   Number bits stored in bitmap.
    124  * @param block_size Block size of the 2nd level bitmap.
    125  *                   If set to zero, no 2nd level is used.
    12673 *
    12774 * @return Size (in bytes) required for the bitmap.
    12875 *
    12976 */
    130 size_t bitmap_size(size_t elements, size_t block_size)
    131 {
    132         size_t blocks = bitmap_blocks(elements, block_size);
    133        
    134         return (bitmap_bytes(elements) + bitmap_bytes(blocks));
     77size_t bitmap_size(size_t elements)
     78{
     79        size_t size = elements / BITMAP_ELEMENT;
     80       
     81        if ((elements % BITMAP_ELEMENT) != 0)
     82                size++;
     83       
     84        return size;
    13585}
    13686
     
    14191 * @param bitmap     Bitmap structure.
    14292 * @param elements   Number of bits stored in bitmap.
    143  * @param block_size Block size of the 2nd level bitmap.
    144  *                   If set to zero, no 2nd level is used.
    14593 * @param data       Address of the memory used to hold the map.
    14694 *                   The optional 2nd level bitmap follows the 1st
     
    14896 *
    14997 */
    150 void bitmap_initialize(bitmap_t *bitmap, size_t elements, size_t block_size,
    151     void *data)
     98void bitmap_initialize(bitmap_t *bitmap, size_t elements, void *data)
    15299{
    153100        bitmap->elements = elements;
    154101        bitmap->bits = (uint8_t *) data;
    155        
    156         if (block_size > 0) {
    157                 bitmap->block_size = block_size;
    158                 bitmap->blocks = bitmap->bits +
    159                     bitmap_size(elements, 0);
    160         } else {
    161                 bitmap->block_size = 0;
    162                 bitmap->blocks = NULL;
    163         }
    164 }
    165 
    166 static void bitmap_set_range_internal(uint8_t *bits, size_t start, size_t count)
    167 {
    168         if (count == 0)
    169                 return;
    170        
    171         size_t aligned_start = ALIGN_UP(start, BITMAP_ELEMENT);
    172        
    173         /* Leading unaligned bits */
    174         size_t lub = min(aligned_start - start, count);
    175        
    176         /* Aligned middle bits */
    177         size_t amb = (count > lub) ? (count - lub) : 0;
    178        
    179         /* Trailing aligned bits */
    180         size_t tab = amb % BITMAP_ELEMENT;
    181        
    182         if (start + count < aligned_start) {
    183                 /* Set bits in the middle of byte. */
    184                 bits[start / BITMAP_ELEMENT] |=
    185                     ((1 << lub) - 1) << (start & BITMAP_REMAINER);
    186                 return;
    187         }
    188        
    189         if (lub) {
    190                 /* Make sure to set any leading unaligned bits. */
    191                 bits[start / BITMAP_ELEMENT] |=
    192                     ~((1 << (BITMAP_ELEMENT - lub)) - 1);
    193         }
    194        
    195         size_t i;
    196        
    197         for (i = 0; i < amb / BITMAP_ELEMENT; i++) {
    198                 /* The middle bits can be set byte by byte. */
    199                 bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] = ALL_ONES;
    200         }
    201        
    202         if (tab) {
    203                 /* Make sure to set any trailing aligned bits. */
    204                 bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] |= (1 << tab) - 1;
    205         }
     102        bitmap->next_fit = 0;
    206103}
    207104
     
    217114        ASSERT(start + count <= bitmap->elements);
    218115       
    219         bitmap_set_range_internal(bitmap->bits, start, count);
    220        
    221         if (bitmap->block_size > 0) {
    222                 size_t aligned_start = ALIGN_UP(start, bitmap->block_size);
    223                
    224                 /* Leading unaligned bits */
    225                 size_t lub = min(aligned_start - start, count);
    226                
    227                 /* Aligned middle bits */
    228                 size_t amb = (count > lub) ? (count - lub) : 0;
    229                
    230                 size_t aligned_size = amb / bitmap->block_size;
    231                
    232                 bitmap_set_range_internal(bitmap->blocks, aligned_start,
    233                     aligned_size);
    234         }
    235 }
    236 
    237 static void bitmap_clear_range_internal(uint8_t *bits, size_t start,
    238     size_t count)
    239 {
    240116        if (count == 0)
    241117                return;
    242118       
     119        size_t start_byte = start / BITMAP_ELEMENT;
    243120        size_t aligned_start = ALIGN_UP(start, BITMAP_ELEMENT);
    244121       
     
    253130       
    254131        if (start + count < aligned_start) {
    255                 /* Set bits in the middle of byte */
    256                 bits[start / BITMAP_ELEMENT] &=
    257                     ~(((1 << lub) - 1) << (start & BITMAP_REMAINER));
     132                /* Set bits in the middle of byte. */
     133                bitmap->bits[start_byte] |=
     134                    ((1 << lub) - 1) << (start & BITMAP_REMAINER);
    258135                return;
    259136        }
    260137       
    261138        if (lub) {
    262                 /* Make sure to clear any leading unaligned bits. */
    263                 bits[start / BITMAP_ELEMENT] &=
    264                     (1 << (BITMAP_ELEMENT - lub)) - 1;
     139                /* Make sure to set any leading unaligned bits. */
     140                bitmap->bits[start_byte] |=
     141                    ~((1 << (BITMAP_ELEMENT - lub)) - 1);
    265142        }
    266143       
     
    268145       
    269146        for (i = 0; i < amb / BITMAP_ELEMENT; i++) {
    270                 /* The middle bits can be cleared byte by byte. */
    271                 bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] = ALL_ZEROES;
     147                /* The middle bits can be set byte by byte. */
     148                bitmap->bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] =
     149                    ALL_ONES;
    272150        }
    273151       
    274152        if (tab) {
    275                 /* Make sure to clear any trailing aligned bits. */
    276                 bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] &= ~((1 << tab) - 1);
     153                /* Make sure to set any trailing aligned bits. */
     154                bitmap->bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] |=
     155                    (1 << tab) - 1;
    277156        }
    278157}
     
    289168        ASSERT(start + count <= bitmap->elements);
    290169       
    291         bitmap_clear_range_internal(bitmap->bits, start, count);
    292        
    293         if (bitmap->block_size > 0) {
    294                 size_t aligned_start = start / bitmap->block_size;
    295                
    296                 size_t aligned_end = (start + count) / bitmap->block_size;
    297                
    298                 if (((start + count) % bitmap->block_size) != 0)
    299                         aligned_end++;
    300                
    301                 size_t aligned_size = aligned_end - aligned_start;
    302                
    303                 bitmap_clear_range_internal(bitmap->blocks, aligned_start,
    304                     aligned_size);
    305         }
     170        if (count == 0)
     171                return;
     172       
     173        size_t start_byte = start / BITMAP_ELEMENT;
     174        size_t aligned_start = ALIGN_UP(start, BITMAP_ELEMENT);
     175       
     176        /* Leading unaligned bits */
     177        size_t lub = min(aligned_start - start, count);
     178       
     179        /* Aligned middle bits */
     180        size_t amb = (count > lub) ? (count - lub) : 0;
     181       
     182        /* Trailing aligned bits */
     183        size_t tab = amb % BITMAP_ELEMENT;
     184       
     185        if (start + count < aligned_start) {
     186                /* Set bits in the middle of byte */
     187                bitmap->bits[start_byte] &=
     188                    ~(((1 << lub) - 1) << (start & BITMAP_REMAINER));
     189                return;
     190        }
     191       
     192        if (lub) {
     193                /* Make sure to clear any leading unaligned bits. */
     194                bitmap->bits[start_byte] &=
     195                    (1 << (BITMAP_ELEMENT - lub)) - 1;
     196        }
     197       
     198        size_t i;
     199       
     200        for (i = 0; i < amb / BITMAP_ELEMENT; i++) {
     201                /* The middle bits can be cleared byte by byte. */
     202                bitmap->bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] =
     203                    ALL_ZEROES;
     204        }
     205       
     206        if (tab) {
     207                /* Make sure to clear any trailing aligned bits. */
     208                bitmap->bits[aligned_start / BITMAP_ELEMENT + i] &=
     209                    ~((1 << tab) - 1);
     210        }
     211       
     212        bitmap->next_fit = start_byte;
    306213}
    307214
     
    351258 * @param count      Number of continuous zero bits to find.
    352259 * @param base       Address of the first bit in the bitmap.
     260 * @param prefered   Prefered address to start searching from.
    353261 * @param constraint Constraint for the address of the first zero bit.
    354262 * @param index      Place to store the index of the first zero
     
    362270 */
    363271int bitmap_allocate_range(bitmap_t *bitmap, size_t count, size_t base,
    364     size_t constraint, size_t *index)
     272    size_t prefered, size_t constraint, size_t *index)
    365273{
    366274        if (count == 0)
    367275                return false;
    368276       
    369         size_t bytes = bitmap_bytes(bitmap->elements);
    370        
    371         for (size_t byte = 0; byte < bytes; byte++) {
     277        size_t size = bitmap_size(bitmap->elements);
     278        size_t next_fit = bitmap->next_fit;
     279       
     280        /*
     281         * Adjust the next-fit value according to the address
     282         * the caller prefers to start the search at.
     283         */
     284        if ((prefered > base) && (prefered < base + bitmap->elements)) {
     285                size_t prefered_fit = (prefered - base) / BITMAP_ELEMENT;
     286               
     287                if (prefered_fit > next_fit)
     288                        next_fit = prefered_fit;
     289        }
     290       
     291        for (size_t pos = 0; pos < size; pos++) {
     292                size_t byte = (next_fit + pos) % size;
     293               
    372294                /* Skip if the current byte has all bits set */
    373295                if (bitmap->bits[byte] == ALL_ONES)
     
    386308                       
    387309                        if (!bitmap_get_fast(bitmap, i)) {
    388                                 bool continuous = true;
     310                                size_t continuous = 1;
    389311                               
    390312                                for (size_t j = 1; j < count; j++) {
    391                                         if ((i + j >= bitmap->elements) ||
    392                                             (bitmap_get_fast(bitmap, i + j))) {
    393                                                 continuous = false;
     313                                        if ((i + j < bitmap->elements) &&
     314                                            (!bitmap_get_fast(bitmap, i + j)))
     315                                                continuous++;
     316                                        else
    394317                                                break;
    395                                         }
    396318                                }
    397319                               
    398                                 if (continuous) {
     320                                if (continuous == count) {
    399321                                        if (index != NULL) {
    400322                                                bitmap_set_range(bitmap, i, count);
     323                                                bitmap->next_fit = i / BITMAP_ELEMENT;
    401324                                                *index = i;
    402325                                        }
    403326                                       
    404327                                        return true;
    405                                 }
     328                                } else
     329                                        i += continuous;
    406330                        }
    407331                }
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.