// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 
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#ifndef __TRACING_MAP_H 
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#define __TRACING_MAP_H 
 | 
  
 | 
#define TRACING_MAP_BITS_DEFAULT    11 
 | 
#define TRACING_MAP_BITS_MAX        17 
 | 
#define TRACING_MAP_BITS_MIN        7 
 | 
  
 | 
#define TRACING_MAP_KEYS_MAX        3 
 | 
#define TRACING_MAP_VALS_MAX        3 
 | 
#define TRACING_MAP_FIELDS_MAX        (TRACING_MAP_KEYS_MAX + \ 
 | 
                     TRACING_MAP_VALS_MAX) 
 | 
#define TRACING_MAP_VARS_MAX        16 
 | 
#define TRACING_MAP_SORT_KEYS_MAX    2 
 | 
  
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typedef int (*tracing_map_cmp_fn_t) (void *val_a, void *val_b); 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * This is an overview of the tracing_map data structures and how they 
 | 
 * relate to the tracing_map API.  The details of the algorithms 
 | 
 * aren't discussed here - this is just a general overview of the data 
 | 
 * structures and how they interact with the API. 
 | 
 * 
 | 
 * The central data structure of the tracing_map is an initially 
 | 
 * zeroed array of struct tracing_map_entry (stored in the map field 
 | 
 * of struct tracing_map).  tracing_map_entry is a very simple data 
 | 
 * structure containing only two fields: a 32-bit unsigned 'key' 
 | 
 * variable and a pointer named 'val'.  This array of struct 
 | 
 * tracing_map_entry is essentially a hash table which will be 
 | 
 * modified by a single function, tracing_map_insert(), but which can 
 | 
 * be traversed and read by a user at any time (though the user does 
 | 
 * this indirectly via an array of tracing_map_sort_entry - see the 
 | 
 * explanation of that data structure in the discussion of the 
 | 
 * sorting-related data structures below). 
 | 
 * 
 | 
 * The central function of the tracing_map API is 
 | 
 * tracing_map_insert().  tracing_map_insert() hashes the 
 | 
 * arbitrarily-sized key passed into it into a 32-bit unsigned key. 
 | 
 * It then uses this key, truncated to the array size, as an index 
 | 
 * into the array of tracing_map_entries.  If the value of the 'key' 
 | 
 * field of the tracing_map_entry found at that location is 0, then 
 | 
 * that entry is considered to be free and can be claimed, by 
 | 
 * replacing the 0 in the 'key' field of the tracing_map_entry with 
 | 
 * the new 32-bit hashed key.  Once claimed, that tracing_map_entry's 
 | 
 * 'val' field is then used to store a unique element which will be 
 | 
 * forever associated with that 32-bit hashed key in the 
 | 
 * tracing_map_entry. 
 | 
 * 
 | 
 * That unique element now in the tracing_map_entry's 'val' field is 
 | 
 * an instance of tracing_map_elt, where 'elt' in the latter part of 
 | 
 * that variable name is short for 'element'.  The purpose of a 
 | 
 * tracing_map_elt is to hold values specific to the particular 
 | 
 * 32-bit hashed key it's assocated with.  Things such as the unique 
 | 
 * set of aggregated sums associated with the 32-bit hashed key, along 
 | 
 * with a copy of the full key associated with the entry, and which 
 | 
 * was used to produce the 32-bit hashed key. 
 | 
 * 
 | 
 * When tracing_map_create() is called to create the tracing map, the 
 | 
 * user specifies (indirectly via the map_bits param, the details are 
 | 
 * unimportant for this discussion) the maximum number of elements 
 | 
 * that the map can hold (stored in the max_elts field of struct 
 | 
 * tracing_map).  This is the maximum possible number of 
 | 
 * tracing_map_entries in the tracing_map_entry array which can be 
 | 
 * 'claimed' as described in the above discussion, and therefore is 
 | 
 * also the maximum number of tracing_map_elts that can be associated 
 | 
 * with the tracing_map_entry array in the tracing_map.  Because of 
 | 
 * the way the insertion algorithm works, the size of the allocated 
 | 
 * tracing_map_entry array is always twice the maximum number of 
 | 
 * elements (2 * max_elts).  This value is stored in the map_size 
 | 
 * field of struct tracing_map. 
 | 
 * 
 | 
 * Because tracing_map_insert() needs to work from any context, 
 | 
 * including from within the memory allocation functions themselves, 
 | 
 * both the tracing_map_entry array and a pool of max_elts 
 | 
 * tracing_map_elts are pre-allocated before any call is made to 
 | 
 * tracing_map_insert(). 
 | 
 * 
 | 
 * The tracing_map_entry array is allocated as a single block by 
 | 
 * tracing_map_create(). 
 | 
 * 
 | 
 * Because the tracing_map_elts are much larger objects and can't 
 | 
 * generally be allocated together as a single large array without 
 | 
 * failure, they're allocated individually, by tracing_map_init(). 
 | 
 * 
 | 
 * The pool of tracing_map_elts are allocated by tracing_map_init() 
 | 
 * rather than by tracing_map_create() because at the time 
 | 
 * tracing_map_create() is called, there isn't enough information to 
 | 
 * create the tracing_map_elts.  Specifically,the user first needs to 
 | 
 * tell the tracing_map implementation how many fields the 
 | 
 * tracing_map_elts contain, and which types of fields they are (key 
 | 
 * or sum).  The user does this via the tracing_map_add_sum_field() 
 | 
 * and tracing_map_add_key_field() functions, following which the user 
 | 
 * calls tracing_map_init() to finish up the tracing map setup.  The 
 | 
 * array holding the pointers which make up the pre-allocated pool of 
 | 
 * tracing_map_elts is allocated as a single block and is stored in 
 | 
 * the elts field of struct tracing_map. 
 | 
 * 
 | 
 * There is also a set of structures used for sorting that might 
 | 
 * benefit from some minimal explanation. 
 | 
 * 
 | 
 * struct tracing_map_sort_key is used to drive the sort at any given 
 | 
 * time.  By 'any given time' we mean that a different 
 | 
 * tracing_map_sort_key will be used at different times depending on 
 | 
 * whether the sort currently being performed is a primary or a 
 | 
 * secondary sort. 
 | 
 * 
 | 
 * The sort key is very simple, consisting of the field index of the 
 | 
 * tracing_map_elt field to sort on (which the user saved when adding 
 | 
 * the field), and whether the sort should be done in an ascending or 
 | 
 * descending order. 
 | 
 * 
 | 
 * For the convenience of the sorting code, a tracing_map_sort_entry 
 | 
 * is created for each tracing_map_elt, again individually allocated 
 | 
 * to avoid failures that might be expected if allocated as a single 
 | 
 * large array of struct tracing_map_sort_entry. 
 | 
 * tracing_map_sort_entry instances are the objects expected by the 
 | 
 * various internal sorting functions, and are also what the user 
 | 
 * ultimately receives after calling tracing_map_sort_entries(). 
 | 
 * Because it doesn't make sense for users to access an unordered and 
 | 
 * sparsely populated tracing_map directly, the 
 | 
 * tracing_map_sort_entries() function is provided so that users can 
 | 
 * retrieve a sorted list of all existing elements.  In addition to 
 | 
 * the associated tracing_map_elt 'elt' field contained within the 
 | 
 * tracing_map_sort_entry, which is the object of interest to the 
 | 
 * user, tracing_map_sort_entry objects contain a number of additional 
 | 
 * fields which are used for caching and internal purposes and can 
 | 
 * safely be ignored. 
 | 
*/ 
 | 
  
 | 
struct tracing_map_field { 
 | 
    tracing_map_cmp_fn_t        cmp_fn; 
 | 
    union { 
 | 
        atomic64_t            sum; 
 | 
        unsigned int            offset; 
 | 
    }; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
struct tracing_map_elt { 
 | 
    struct tracing_map        *map; 
 | 
    struct tracing_map_field    *fields; 
 | 
    atomic64_t            *vars; 
 | 
    bool                *var_set; 
 | 
    void                *key; 
 | 
    void                *private_data; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
struct tracing_map_entry { 
 | 
    u32                key; 
 | 
    struct tracing_map_elt        *val; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
struct tracing_map_sort_key { 
 | 
    unsigned int            field_idx; 
 | 
    bool                descending; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
struct tracing_map_sort_entry { 
 | 
    void                *key; 
 | 
    struct tracing_map_elt        *elt; 
 | 
    bool                elt_copied; 
 | 
    bool                dup; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
struct tracing_map_array { 
 | 
    unsigned int entries_per_page; 
 | 
    unsigned int entry_size_shift; 
 | 
    unsigned int entry_shift; 
 | 
    unsigned int entry_mask; 
 | 
    unsigned int n_pages; 
 | 
    void **pages; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
#define TRACING_MAP_ARRAY_ELT(array, idx)                \ 
 | 
    (array->pages[idx >> array->entry_shift] +            \ 
 | 
     ((idx & array->entry_mask) << array->entry_size_shift)) 
 | 
  
 | 
#define TRACING_MAP_ENTRY(array, idx)                    \ 
 | 
    ((struct tracing_map_entry *)TRACING_MAP_ARRAY_ELT(array, idx)) 
 | 
  
 | 
#define TRACING_MAP_ELT(array, idx)                    \ 
 | 
    ((struct tracing_map_elt **)TRACING_MAP_ARRAY_ELT(array, idx)) 
 | 
  
 | 
struct tracing_map { 
 | 
    unsigned int            key_size; 
 | 
    unsigned int            map_bits; 
 | 
    unsigned int            map_size; 
 | 
    unsigned int            max_elts; 
 | 
    atomic_t            next_elt; 
 | 
    struct tracing_map_array    *elts; 
 | 
    struct tracing_map_array    *map; 
 | 
    const struct tracing_map_ops    *ops; 
 | 
    void                *private_data; 
 | 
    struct tracing_map_field    fields[TRACING_MAP_FIELDS_MAX]; 
 | 
    unsigned int            n_fields; 
 | 
    int                key_idx[TRACING_MAP_KEYS_MAX]; 
 | 
    unsigned int            n_keys; 
 | 
    struct tracing_map_sort_key    sort_key; 
 | 
    unsigned int            n_vars; 
 | 
    atomic64_t            hits; 
 | 
    atomic64_t            drops; 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
/** 
 | 
 * struct tracing_map_ops - callbacks for tracing_map 
 | 
 * 
 | 
 * The methods in this structure define callback functions for various 
 | 
 * operations on a tracing_map or objects related to a tracing_map. 
 | 
 * 
 | 
 * For a detailed description of tracing_map_elt objects please see 
 | 
 * the overview of tracing_map data structures at the beginning of 
 | 
 * this file. 
 | 
 * 
 | 
 * All the methods below are optional. 
 | 
 * 
 | 
 * @elt_alloc: When a tracing_map_elt is allocated, this function, if 
 | 
 *    defined, will be called and gives clients the opportunity to 
 | 
 *    allocate additional data and attach it to the element 
 | 
 *    (tracing_map_elt->private_data is meant for that purpose). 
 | 
 *    Element allocation occurs before tracing begins, when the 
 | 
 *    tracing_map_init() call is made by client code. 
 | 
 * 
 | 
 * @elt_free: When a tracing_map_elt is freed, this function is called 
 | 
 *    and allows client-allocated per-element data to be freed. 
 | 
 * 
 | 
 * @elt_clear: This callback allows per-element client-defined data to 
 | 
 *    be cleared, if applicable. 
 | 
 * 
 | 
 * @elt_init: This callback allows per-element client-defined data to 
 | 
 *    be initialized when used i.e. when the element is actually 
 | 
 *    claimed by tracing_map_insert() in the context of the map 
 | 
 *    insertion. 
 | 
 */ 
 | 
struct tracing_map_ops { 
 | 
    int            (*elt_alloc)(struct tracing_map_elt *elt); 
 | 
    void            (*elt_free)(struct tracing_map_elt *elt); 
 | 
    void            (*elt_clear)(struct tracing_map_elt *elt); 
 | 
    void            (*elt_init)(struct tracing_map_elt *elt); 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
extern struct tracing_map * 
 | 
tracing_map_create(unsigned int map_bits, 
 | 
           unsigned int key_size, 
 | 
           const struct tracing_map_ops *ops, 
 | 
           void *private_data); 
 | 
extern int tracing_map_init(struct tracing_map *map); 
 | 
  
 | 
extern int tracing_map_add_sum_field(struct tracing_map *map); 
 | 
extern int tracing_map_add_var(struct tracing_map *map); 
 | 
extern int tracing_map_add_key_field(struct tracing_map *map, 
 | 
                     unsigned int offset, 
 | 
                     tracing_map_cmp_fn_t cmp_fn); 
 | 
  
 | 
extern void tracing_map_destroy(struct tracing_map *map); 
 | 
extern void tracing_map_clear(struct tracing_map *map); 
 | 
  
 | 
extern struct tracing_map_elt * 
 | 
tracing_map_insert(struct tracing_map *map, void *key); 
 | 
extern struct tracing_map_elt * 
 | 
tracing_map_lookup(struct tracing_map *map, void *key); 
 | 
  
 | 
extern tracing_map_cmp_fn_t tracing_map_cmp_num(int field_size, 
 | 
                        int field_is_signed); 
 | 
extern int tracing_map_cmp_string(void *val_a, void *val_b); 
 | 
extern int tracing_map_cmp_none(void *val_a, void *val_b); 
 | 
  
 | 
extern void tracing_map_update_sum(struct tracing_map_elt *elt, 
 | 
                   unsigned int i, u64 n); 
 | 
extern void tracing_map_set_var(struct tracing_map_elt *elt, 
 | 
                unsigned int i, u64 n); 
 | 
extern bool tracing_map_var_set(struct tracing_map_elt *elt, unsigned int i); 
 | 
extern u64 tracing_map_read_sum(struct tracing_map_elt *elt, unsigned int i); 
 | 
extern u64 tracing_map_read_var(struct tracing_map_elt *elt, unsigned int i); 
 | 
extern u64 tracing_map_read_var_once(struct tracing_map_elt *elt, unsigned int i); 
 | 
  
 | 
extern void tracing_map_set_field_descr(struct tracing_map *map, 
 | 
                    unsigned int i, 
 | 
                    unsigned int key_offset, 
 | 
                    tracing_map_cmp_fn_t cmp_fn); 
 | 
extern int 
 | 
tracing_map_sort_entries(struct tracing_map *map, 
 | 
             struct tracing_map_sort_key *sort_keys, 
 | 
             unsigned int n_sort_keys, 
 | 
             struct tracing_map_sort_entry ***sort_entries); 
 | 
  
 | 
extern void 
 | 
tracing_map_destroy_sort_entries(struct tracing_map_sort_entry **entries, 
 | 
                 unsigned int n_entries); 
 | 
#endif /* __TRACING_MAP_H */ 
 |