xref: /rk3399_rockchip-uboot/include/linux/rbtree_augmented.h (revision 9dd228b5e702edb3295fe5cfee5e46e87233dc72)
1*9dd228b5SHeiko Schocher /*
2*9dd228b5SHeiko Schocher   Red Black Trees
3*9dd228b5SHeiko Schocher   (C) 1999  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
4*9dd228b5SHeiko Schocher   (C) 2002  David Woodhouse <dwmw2@infradead.org>
5*9dd228b5SHeiko Schocher   (C) 2012  Michel Lespinasse <walken@google.com>
6*9dd228b5SHeiko Schocher 
7*9dd228b5SHeiko Schocher  * SPDX-License-Identifier:	GPL-2.0+
8*9dd228b5SHeiko Schocher 
9*9dd228b5SHeiko Schocher   linux/include/linux/rbtree_augmented.h
10*9dd228b5SHeiko Schocher */
11*9dd228b5SHeiko Schocher 
12*9dd228b5SHeiko Schocher #ifndef _LINUX_RBTREE_AUGMENTED_H
13*9dd228b5SHeiko Schocher #define _LINUX_RBTREE_AUGMENTED_H
14*9dd228b5SHeiko Schocher 
15*9dd228b5SHeiko Schocher #include <linux/compiler.h>
16*9dd228b5SHeiko Schocher #include <linux/rbtree.h>
17*9dd228b5SHeiko Schocher 
18*9dd228b5SHeiko Schocher /*
19*9dd228b5SHeiko Schocher  * Please note - only struct rb_augment_callbacks and the prototypes for
20*9dd228b5SHeiko Schocher  * rb_insert_augmented() and rb_erase_augmented() are intended to be public.
21*9dd228b5SHeiko Schocher  * The rest are implementation details you are not expected to depend on.
22*9dd228b5SHeiko Schocher  *
23*9dd228b5SHeiko Schocher  * See Documentation/rbtree.txt for documentation and samples.
24*9dd228b5SHeiko Schocher  */
25*9dd228b5SHeiko Schocher 
26*9dd228b5SHeiko Schocher struct rb_augment_callbacks {
27*9dd228b5SHeiko Schocher 	void (*propagate)(struct rb_node *node, struct rb_node *stop);
28*9dd228b5SHeiko Schocher 	void (*copy)(struct rb_node *old, struct rb_node *new);
29*9dd228b5SHeiko Schocher 	void (*rotate)(struct rb_node *old, struct rb_node *new);
30*9dd228b5SHeiko Schocher };
31*9dd228b5SHeiko Schocher 
32*9dd228b5SHeiko Schocher extern void __rb_insert_augmented(struct rb_node *node, struct rb_root *root,
33*9dd228b5SHeiko Schocher 	void (*augment_rotate)(struct rb_node *old, struct rb_node *new));
34*9dd228b5SHeiko Schocher static inline void
rb_insert_augmented(struct rb_node * node,struct rb_root * root,const struct rb_augment_callbacks * augment)35*9dd228b5SHeiko Schocher rb_insert_augmented(struct rb_node *node, struct rb_root *root,
36*9dd228b5SHeiko Schocher 		    const struct rb_augment_callbacks *augment)
37*9dd228b5SHeiko Schocher {
38*9dd228b5SHeiko Schocher 	__rb_insert_augmented(node, root, augment->rotate);
39*9dd228b5SHeiko Schocher }
40*9dd228b5SHeiko Schocher 
41*9dd228b5SHeiko Schocher #define RB_DECLARE_CALLBACKS(rbstatic, rbname, rbstruct, rbfield,	\
42*9dd228b5SHeiko Schocher 			     rbtype, rbaugmented, rbcompute)		\
43*9dd228b5SHeiko Schocher static inline void							\
44*9dd228b5SHeiko Schocher rbname ## _propagate(struct rb_node *rb, struct rb_node *stop)		\
45*9dd228b5SHeiko Schocher {									\
46*9dd228b5SHeiko Schocher 	while (rb != stop) {						\
47*9dd228b5SHeiko Schocher 		rbstruct *node = rb_entry(rb, rbstruct, rbfield);	\
48*9dd228b5SHeiko Schocher 		rbtype augmented = rbcompute(node);			\
49*9dd228b5SHeiko Schocher 		if (node->rbaugmented == augmented)			\
50*9dd228b5SHeiko Schocher 			break;						\
51*9dd228b5SHeiko Schocher 		node->rbaugmented = augmented;				\
52*9dd228b5SHeiko Schocher 		rb = rb_parent(&node->rbfield);				\
53*9dd228b5SHeiko Schocher 	}								\
54*9dd228b5SHeiko Schocher }									\
55*9dd228b5SHeiko Schocher static inline void							\
56*9dd228b5SHeiko Schocher rbname ## _copy(struct rb_node *rb_old, struct rb_node *rb_new)		\
57*9dd228b5SHeiko Schocher {									\
58*9dd228b5SHeiko Schocher 	rbstruct *old = rb_entry(rb_old, rbstruct, rbfield);		\
59*9dd228b5SHeiko Schocher 	rbstruct *new = rb_entry(rb_new, rbstruct, rbfield);		\
60*9dd228b5SHeiko Schocher 	new->rbaugmented = old->rbaugmented;				\
61*9dd228b5SHeiko Schocher }									\
62*9dd228b5SHeiko Schocher static void								\
63*9dd228b5SHeiko Schocher rbname ## _rotate(struct rb_node *rb_old, struct rb_node *rb_new)	\
64*9dd228b5SHeiko Schocher {									\
65*9dd228b5SHeiko Schocher 	rbstruct *old = rb_entry(rb_old, rbstruct, rbfield);		\
66*9dd228b5SHeiko Schocher 	rbstruct *new = rb_entry(rb_new, rbstruct, rbfield);		\
67*9dd228b5SHeiko Schocher 	new->rbaugmented = old->rbaugmented;				\
68*9dd228b5SHeiko Schocher 	old->rbaugmented = rbcompute(old);				\
69*9dd228b5SHeiko Schocher }									\
70*9dd228b5SHeiko Schocher rbstatic const struct rb_augment_callbacks rbname = {			\
71*9dd228b5SHeiko Schocher 	rbname ## _propagate, rbname ## _copy, rbname ## _rotate	\
72*9dd228b5SHeiko Schocher };
73*9dd228b5SHeiko Schocher 
74*9dd228b5SHeiko Schocher 
75*9dd228b5SHeiko Schocher #define	RB_RED		0
76*9dd228b5SHeiko Schocher #define	RB_BLACK	1
77*9dd228b5SHeiko Schocher 
78*9dd228b5SHeiko Schocher #define __rb_parent(pc)    ((struct rb_node *)(pc & ~3))
79*9dd228b5SHeiko Schocher 
80*9dd228b5SHeiko Schocher #define __rb_color(pc)     ((pc) & 1)
81*9dd228b5SHeiko Schocher #define __rb_is_black(pc)  __rb_color(pc)
82*9dd228b5SHeiko Schocher #define __rb_is_red(pc)    (!__rb_color(pc))
83*9dd228b5SHeiko Schocher #define rb_color(rb)       __rb_color((rb)->__rb_parent_color)
84*9dd228b5SHeiko Schocher #define rb_is_red(rb)      __rb_is_red((rb)->__rb_parent_color)
85*9dd228b5SHeiko Schocher #define rb_is_black(rb)    __rb_is_black((rb)->__rb_parent_color)
86*9dd228b5SHeiko Schocher 
rb_set_parent(struct rb_node * rb,struct rb_node * p)87*9dd228b5SHeiko Schocher static inline void rb_set_parent(struct rb_node *rb, struct rb_node *p)
88*9dd228b5SHeiko Schocher {
89*9dd228b5SHeiko Schocher 	rb->__rb_parent_color = rb_color(rb) | (unsigned long)p;
90*9dd228b5SHeiko Schocher }
91*9dd228b5SHeiko Schocher 
rb_set_parent_color(struct rb_node * rb,struct rb_node * p,int color)92*9dd228b5SHeiko Schocher static inline void rb_set_parent_color(struct rb_node *rb,
93*9dd228b5SHeiko Schocher 				       struct rb_node *p, int color)
94*9dd228b5SHeiko Schocher {
95*9dd228b5SHeiko Schocher 	rb->__rb_parent_color = (unsigned long)p | color;
96*9dd228b5SHeiko Schocher }
97*9dd228b5SHeiko Schocher 
98*9dd228b5SHeiko Schocher static inline void
__rb_change_child(struct rb_node * old,struct rb_node * new,struct rb_node * parent,struct rb_root * root)99*9dd228b5SHeiko Schocher __rb_change_child(struct rb_node *old, struct rb_node *new,
100*9dd228b5SHeiko Schocher 		  struct rb_node *parent, struct rb_root *root)
101*9dd228b5SHeiko Schocher {
102*9dd228b5SHeiko Schocher 	if (parent) {
103*9dd228b5SHeiko Schocher 		if (parent->rb_left == old)
104*9dd228b5SHeiko Schocher 			parent->rb_left = new;
105*9dd228b5SHeiko Schocher 		else
106*9dd228b5SHeiko Schocher 			parent->rb_right = new;
107*9dd228b5SHeiko Schocher 	} else
108*9dd228b5SHeiko Schocher 		root->rb_node = new;
109*9dd228b5SHeiko Schocher }
110*9dd228b5SHeiko Schocher 
111*9dd228b5SHeiko Schocher extern void __rb_erase_color(struct rb_node *parent, struct rb_root *root,
112*9dd228b5SHeiko Schocher 	void (*augment_rotate)(struct rb_node *old, struct rb_node *new));
113*9dd228b5SHeiko Schocher 
114*9dd228b5SHeiko Schocher static __always_inline struct rb_node *
__rb_erase_augmented(struct rb_node * node,struct rb_root * root,const struct rb_augment_callbacks * augment)115*9dd228b5SHeiko Schocher __rb_erase_augmented(struct rb_node *node, struct rb_root *root,
116*9dd228b5SHeiko Schocher 		     const struct rb_augment_callbacks *augment)
117*9dd228b5SHeiko Schocher {
118*9dd228b5SHeiko Schocher 	struct rb_node *child = node->rb_right, *tmp = node->rb_left;
119*9dd228b5SHeiko Schocher 	struct rb_node *parent, *rebalance;
120*9dd228b5SHeiko Schocher 	unsigned long pc;
121*9dd228b5SHeiko Schocher 
122*9dd228b5SHeiko Schocher 	if (!tmp) {
123*9dd228b5SHeiko Schocher 		/*
124*9dd228b5SHeiko Schocher 		 * Case 1: node to erase has no more than 1 child (easy!)
125*9dd228b5SHeiko Schocher 		 *
126*9dd228b5SHeiko Schocher 		 * Note that if there is one child it must be red due to 5)
127*9dd228b5SHeiko Schocher 		 * and node must be black due to 4). We adjust colors locally
128*9dd228b5SHeiko Schocher 		 * so as to bypass __rb_erase_color() later on.
129*9dd228b5SHeiko Schocher 		 */
130*9dd228b5SHeiko Schocher 		pc = node->__rb_parent_color;
131*9dd228b5SHeiko Schocher 		parent = __rb_parent(pc);
132*9dd228b5SHeiko Schocher 		__rb_change_child(node, child, parent, root);
133*9dd228b5SHeiko Schocher 		if (child) {
134*9dd228b5SHeiko Schocher 			child->__rb_parent_color = pc;
135*9dd228b5SHeiko Schocher 			rebalance = NULL;
136*9dd228b5SHeiko Schocher 		} else
137*9dd228b5SHeiko Schocher 			rebalance = __rb_is_black(pc) ? parent : NULL;
138*9dd228b5SHeiko Schocher 		tmp = parent;
139*9dd228b5SHeiko Schocher 	} else if (!child) {
140*9dd228b5SHeiko Schocher 		/* Still case 1, but this time the child is node->rb_left */
141*9dd228b5SHeiko Schocher 		tmp->__rb_parent_color = pc = node->__rb_parent_color;
142*9dd228b5SHeiko Schocher 		parent = __rb_parent(pc);
143*9dd228b5SHeiko Schocher 		__rb_change_child(node, tmp, parent, root);
144*9dd228b5SHeiko Schocher 		rebalance = NULL;
145*9dd228b5SHeiko Schocher 		tmp = parent;
146*9dd228b5SHeiko Schocher 	} else {
147*9dd228b5SHeiko Schocher 		struct rb_node *successor = child, *child2;
148*9dd228b5SHeiko Schocher 		tmp = child->rb_left;
149*9dd228b5SHeiko Schocher 		if (!tmp) {
150*9dd228b5SHeiko Schocher 			/*
151*9dd228b5SHeiko Schocher 			 * Case 2: node's successor is its right child
152*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *
153*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    (n)          (s)
154*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    / \          / \
155*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *  (x) (s)  ->  (x) (c)
156*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *        \
157*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *        (c)
158*9dd228b5SHeiko Schocher 			 */
159*9dd228b5SHeiko Schocher 			parent = successor;
160*9dd228b5SHeiko Schocher 			child2 = successor->rb_right;
161*9dd228b5SHeiko Schocher 			augment->copy(node, successor);
162*9dd228b5SHeiko Schocher 		} else {
163*9dd228b5SHeiko Schocher 			/*
164*9dd228b5SHeiko Schocher 			 * Case 3: node's successor is leftmost under
165*9dd228b5SHeiko Schocher 			 * node's right child subtree
166*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *
167*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    (n)          (s)
168*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    / \          / \
169*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *  (x) (y)  ->  (x) (y)
170*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *      /            /
171*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    (p)          (p)
172*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    /            /
173*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *  (s)          (c)
174*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    \
175*9dd228b5SHeiko Schocher 			 *    (c)
176*9dd228b5SHeiko Schocher 			 */
177*9dd228b5SHeiko Schocher 			do {
178*9dd228b5SHeiko Schocher 				parent = successor;
179*9dd228b5SHeiko Schocher 				successor = tmp;
180*9dd228b5SHeiko Schocher 				tmp = tmp->rb_left;
181*9dd228b5SHeiko Schocher 			} while (tmp);
182*9dd228b5SHeiko Schocher 			parent->rb_left = child2 = successor->rb_right;
183*9dd228b5SHeiko Schocher 			successor->rb_right = child;
184*9dd228b5SHeiko Schocher 			rb_set_parent(child, successor);
185*9dd228b5SHeiko Schocher 			augment->copy(node, successor);
186*9dd228b5SHeiko Schocher 			augment->propagate(parent, successor);
187*9dd228b5SHeiko Schocher 		}
188*9dd228b5SHeiko Schocher 
189*9dd228b5SHeiko Schocher 		successor->rb_left = tmp = node->rb_left;
190*9dd228b5SHeiko Schocher 		rb_set_parent(tmp, successor);
191*9dd228b5SHeiko Schocher 
192*9dd228b5SHeiko Schocher 		pc = node->__rb_parent_color;
193*9dd228b5SHeiko Schocher 		tmp = __rb_parent(pc);
194*9dd228b5SHeiko Schocher 		__rb_change_child(node, successor, tmp, root);
195*9dd228b5SHeiko Schocher 		if (child2) {
196*9dd228b5SHeiko Schocher 			successor->__rb_parent_color = pc;
197*9dd228b5SHeiko Schocher 			rb_set_parent_color(child2, parent, RB_BLACK);
198*9dd228b5SHeiko Schocher 			rebalance = NULL;
199*9dd228b5SHeiko Schocher 		} else {
200*9dd228b5SHeiko Schocher 			unsigned long pc2 = successor->__rb_parent_color;
201*9dd228b5SHeiko Schocher 			successor->__rb_parent_color = pc;
202*9dd228b5SHeiko Schocher 			rebalance = __rb_is_black(pc2) ? parent : NULL;
203*9dd228b5SHeiko Schocher 		}
204*9dd228b5SHeiko Schocher 		tmp = successor;
205*9dd228b5SHeiko Schocher 	}
206*9dd228b5SHeiko Schocher 
207*9dd228b5SHeiko Schocher 	augment->propagate(tmp, NULL);
208*9dd228b5SHeiko Schocher 	return rebalance;
209*9dd228b5SHeiko Schocher }
210*9dd228b5SHeiko Schocher 
211*9dd228b5SHeiko Schocher static __always_inline void
rb_erase_augmented(struct rb_node * node,struct rb_root * root,const struct rb_augment_callbacks * augment)212*9dd228b5SHeiko Schocher rb_erase_augmented(struct rb_node *node, struct rb_root *root,
213*9dd228b5SHeiko Schocher 		   const struct rb_augment_callbacks *augment)
214*9dd228b5SHeiko Schocher {
215*9dd228b5SHeiko Schocher 	struct rb_node *rebalance = __rb_erase_augmented(node, root, augment);
216*9dd228b5SHeiko Schocher 	if (rebalance)
217*9dd228b5SHeiko Schocher 		__rb_erase_color(rebalance, root, augment->rotate);
218*9dd228b5SHeiko Schocher }
219*9dd228b5SHeiko Schocher 
220*9dd228b5SHeiko Schocher #endif	/* _LINUX_RBTREE_AUGMENTED_H */
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