Quelle  test_xarray.c

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
/*
 * test_xarray.c: Test the XArray API
 * Copyright (c) 2017-2018 Microsoft Corporation
 * Copyright (c) 2019-2020 Oracle
 * Author: Matthew Wilcox <willy@infradead.org>
 */

#include <linux/xarray.h>
#include <linux/module.h>

static unsigned int tests_run;
static unsigned int tests_passed;

static const unsigned int order_limit =
  IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? BITS_PER_LONG : 1;

#ifndef XA_DEBUG
# ifdef __KERNEL__
void xa_dump(const struct xarray *xa) { }
# endif
#undef XA_BUG_ON
#define XA_BUG_ON(xa, x) do {     \
 tests_run++;      \
 if (x) {      \
  printk("BUG at %s:%d\n", __func__, __LINE__); \
  xa_dump(xa);     \
  dump_stack();     \
 } else {      \
  tests_passed++;     \
 }       \
} while (0)
#endif

static void *xa_mk_index(unsigned long index)
{
 return xa_mk_value(index & LONG_MAX);
}

static void *xa_store_index(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
{
 return xa_store(xa, index, xa_mk_index(index), gfp);
}

static void xa_insert_index(struct xarray *xa, unsigned long index)
{
 XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, index, xa_mk_index(index),
    GFP_KERNEL) != 0);
}

static void xa_alloc_index(struct xarray *xa, unsigned long index, gfp_t gfp)
{
 u32 id;

 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(index), xa_limit_32b,
    gfp) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != index);
}

static void xa_erase_index(struct xarray *xa, unsigned long index)
{
 XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, index) != xa_mk_index(index));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index) != NULL);
}

/*
 * If anyone needs this, please move it to xarray.c.  We have no current
 * users outside the test suite because all current multislot users want
 * to use the advanced API.
 */
static void *xa_store_order(struct xarray *xa, unsigned long index,
  unsigned order, void *entry, gfp_t gfp)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
 void *curr;

 do {
  xas_lock(&xas);
  curr = xas_store(&xas, entry);
  xas_unlock(&xas);
 } while (xas_nomem(&xas, gfp));

 return curr;
}

static noinline void check_xa_err(struct xarray *xa)
{
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 0, GFP_NOWAIT)) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_erase(xa, 0)) != 0);
#ifndef __KERNEL__
 /* The kernel does not fail GFP_NOWAIT allocations */
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 1, GFP_NOWAIT)) != -ENOMEM);
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 1, GFP_NOWAIT)) != -ENOMEM);
#endif
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL)) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store(xa, 1, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL)) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_erase(xa, 1)) != 0);
// kills the test-suite :-(
// XA_BUG_ON(xa, xa_err(xa_store(xa, 0, xa_mk_internal(0), 0)) != -EINVAL);
}

static noinline void check_xas_retry(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 void *entry;

 xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
 xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL);

 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_value(0));
 xa_erase_index(xa, 1);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_is_retry(xas_reload(&xas)));
 XA_BUG_ON(xa, xas_retry(&xas, NULL));
 XA_BUG_ON(xa, xas_retry(&xas, xa_mk_value(0)));
 xas_reset(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node != XAS_RESTART);
 XA_BUG_ON(xa, xas_next_entry(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node != NULL);
 rcu_read_unlock();

 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL) != NULL);

 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, !xa_is_internal(xas_reload(&xas)));
 xas.xa_node = XAS_RESTART;
 XA_BUG_ON(xa, xas_next_entry(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_value(0));
 rcu_read_unlock();

 /* Make sure we can iterate through retry entries */
 xas_lock(&xas);
 xas_set(&xas, 0);
 xas_store(&xas, XA_RETRY_ENTRY);
 xas_set(&xas, 1);
 xas_store(&xas, XA_RETRY_ENTRY);

 xas_set(&xas, 0);
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  xas_store(&xas, xa_mk_index(xas.xa_index));
 }
 xas_unlock(&xas);

 xa_erase_index(xa, 0);
 xa_erase_index(xa, 1);
}

static noinline void check_xa_load(struct xarray *xa)
{
 unsigned long i, j;

 for (i = 0; i < 1024; i++) {
  for (j = 0; j < 1024; j++) {
   void *entry = xa_load(xa, j);
   if (j < i)
    XA_BUG_ON(xa, xa_to_value(entry) != j);
   else
    XA_BUG_ON(xa, entry);
  }
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL) != NULL);
 }

 for (i = 0; i < 1024; i++) {
  for (j = 0; j < 1024; j++) {
   void *entry = xa_load(xa, j);
   if (j >= i)
    XA_BUG_ON(xa, xa_to_value(entry) != j);
   else
    XA_BUG_ON(xa, entry);
  }
  xa_erase_index(xa, i);
 }
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_xa_mark_1(struct xarray *xa, unsigned long index)
{
 unsigned int order;
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 8 : 1;

 /* NULL elements have no marks set */
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));

 /* Storing a pointer will not make a mark appear */
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));

 /* Setting one mark will not set another mark */
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index + 1, XA_MARK_0));
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_1));

 /* Storing NULL clears marks, and they can't be set again */
 xa_erase_index(xa, index);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));
 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));

 /*
 * Storing a multi-index entry over entries with marks gives the
 * entire entry the union of the marks
 */
 BUG_ON((index % 4) != 0);
 for (order = 2; order < max_order; order++) {
  unsigned long base = round_down(index, 1UL << order);
  unsigned long next = base + (1UL << order);
  unsigned long i;

  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, index + 1, GFP_KERNEL));
  xa_set_mark(xa, index + 1, XA_MARK_0);
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, index + 2, GFP_KERNEL));
  xa_set_mark(xa, index + 2, XA_MARK_2);
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, next, GFP_KERNEL));
  xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index),
    GFP_KERNEL);
  for (i = base; i < next; i++) {
   XA_STATE(xas, xa, i);
   unsigned int seen = 0;
   void *entry;

   XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_0));
   XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_1));
   XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_2));

   /* We should see two elements in the array */
   rcu_read_lock();
   xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX)
    seen++;
   rcu_read_unlock();
   XA_BUG_ON(xa, seen != 2);

   /* One of which is marked */
   xas_set(&xas, 0);
   seen = 0;
   rcu_read_lock();
   xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_0)
    seen++;
   rcu_read_unlock();
   XA_BUG_ON(xa, seen != 1);
  }
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, next, XA_MARK_0));
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, next, XA_MARK_1));
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, next, XA_MARK_2));
  xa_erase_index(xa, index);
  xa_erase_index(xa, next);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 }
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_xa_mark_2(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 unsigned long index;
 unsigned int count = 0;
 void *entry;

 xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
 xa_set_mark(xa, 0, XA_MARK_0);
 xas_lock(&xas);
 xas_load(&xas);
 xas_init_marks(&xas);
 xas_unlock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, 0, XA_MARK_0) == 0);

 for (index = 3500; index < 4500; index++) {
  xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
  xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
 }

 xas_reset(&xas);
 rcu_read_lock();
 xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_0)
  count++;
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, count != 1000);

 xas_lock(&xas);
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  xas_init_marks(&xas);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, xas.xa_index, XA_MARK_0));
  XA_BUG_ON(xa, !xas_get_mark(&xas, XA_MARK_0));
 }
 xas_unlock(&xas);

 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_xa_mark_3(struct xarray *xa)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 XA_STATE(xas, xa, 0x41);
 void *entry;
 int count = 0;

 xa_store_order(xa, 0x40, 2, xa_mk_index(0x40), GFP_KERNEL);
 xa_set_mark(xa, 0x41, XA_MARK_0);

 rcu_read_lock();
 xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_0) {
  count++;
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(0x40));
 }
 XA_BUG_ON(xa, count != 1);
 rcu_read_unlock();
 xa_destroy(xa);
#endif
}

static noinline void check_xa_mark(struct xarray *xa)
{
 unsigned long index;

 for (index = 0; index < 16384; index += 4)
  check_xa_mark_1(xa, index);

 check_xa_mark_2(xa);
 check_xa_mark_3(xa);
}

static noinline void check_xa_shrink(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 1);
 struct xa_node *node;
 unsigned int order;
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 15 : 1;

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL) != NULL);

 /*
 * Check that erasing the entry at 1 shrinks the tree and properly
 * marks the node as being deleted.
 */
 xas_lock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xas_load(&xas) != xa_mk_value(1));
 node = xas.xa_node;
 XA_BUG_ON(xa, xa_entry_locked(xa, node, 0) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, NULL) != xa_mk_value(1));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node != XAS_BOUNDS);
 XA_BUG_ON(xa, xa_entry_locked(xa, node, 0) != XA_RETRY_ENTRY);
 XA_BUG_ON(xa, xas_load(&xas) != NULL);
 xas_unlock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(0));
 xa_erase_index(xa, 0);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 for (order = 0; order < max_order; order++) {
  unsigned long max = (1UL << order) - 1;
  xa_store_order(xa, 0, order, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max) != xa_mk_value(0));
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max + 1) != NULL);
  rcu_read_lock();
  node = xa_head(xa);
  rcu_read_unlock();
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL) !=
    NULL);
  rcu_read_lock();
  XA_BUG_ON(xa, xa_head(xa) == node);
  rcu_read_unlock();
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max + 1) != NULL);
  xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
  XA_BUG_ON(xa, xa->xa_head != node);
  xa_erase_index(xa, 0);
 }
}

static noinline void check_insert(struct xarray *xa)
{
 unsigned long i;

 for (i = 0; i < 1024; i++) {
  xa_insert_index(xa, i);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i - 1) != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i + 1) != NULL);
  xa_erase_index(xa, i);
 }

 for (i = 10; i < BITS_PER_LONG; i++) {
  xa_insert_index(xa, 1UL << i);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, (1UL << i) - 1) != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, (1UL << i) + 1) != NULL);
  xa_erase_index(xa, 1UL << i);

  xa_insert_index(xa, (1UL << i) - 1);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, (1UL << i) - 2) != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1UL << i) != NULL);
  xa_erase_index(xa, (1UL << i) - 1);
 }

 xa_insert_index(xa, ~0UL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0UL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, ~1UL) != NULL);
 xa_erase_index(xa, ~0UL);

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_cmpxchg(struct xarray *xa)
{
 void *FIVE = xa_mk_value(5);
 void *SIX = xa_mk_value(6);
 void *LOTS = xa_mk_value(12345678);

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 12345678, xa, GFP_KERNEL) != -EBUSY);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, SIX, FIVE, GFP_KERNEL) != LOTS);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, LOTS, FIVE, GFP_KERNEL) != LOTS);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, FIVE, LOTS, GFP_KERNEL) != FIVE);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 5, FIVE, NULL, GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 5, NULL, FIVE, GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 5, FIVE, GFP_KERNEL) != -EBUSY);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 5, FIVE, NULL, GFP_KERNEL) != FIVE);
 XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 5, FIVE, GFP_KERNEL) == -EBUSY);
 xa_erase_index(xa, 12345678);
 xa_erase_index(xa, 5);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_cmpxchg_order(struct xarray *xa)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 void *FIVE = xa_mk_value(5);
 unsigned int i, order = 3;

 XA_BUG_ON(xa, xa_store_order(xa, 0, order, FIVE, GFP_KERNEL));

 /* Check entry FIVE has the order saved */
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, xa_to_value(FIVE)) != order);

 /* Check all the tied indexes have the same entry and order */
 for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i) != FIVE);
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, i) != order);
 }

 /* Ensure that nothing is stored at index '1 << order' */
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1 << order) != NULL);

 /*
 * Additionally, keep the node information and the order at
 * '1 << order'
 */
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_order(xa, 1 << order, order, FIVE, GFP_KERNEL));
 for (i = (1 << order); i < (1 << order) + (1 << order) - 1; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i) != FIVE);
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, i) != order);
 }

 /* Conditionally replace FIVE entry at index '0' with NULL */
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 0, FIVE, NULL, GFP_KERNEL) != FIVE);

 /* Verify the order is lost at FIVE (and old) entries */
 XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, xa_to_value(FIVE)) != 0);

 /* Verify the order and entries are lost in all the tied indexes */
 for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i) != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, i) != 0);
 }

 /* Verify node and order are kept at '1 << order' */
 for (i = (1 << order); i < (1 << order) + (1 << order) - 1; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, i) != FIVE);
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, i) != order);
 }

 xa_store_order(xa, 0, BITS_PER_LONG - 1, NULL, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
#endif
}

static noinline void check_reserve(struct xarray *xa)
{
 void *entry;
 unsigned long index;
 int count;

 /* An array with a reserved entry is not empty */
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 12345678));
 xa_release(xa, 12345678);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* Releasing a used entry does nothing */
 XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 12345678, GFP_NOWAIT) != NULL);
 xa_release(xa, 12345678);
 xa_erase_index(xa, 12345678);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* cmpxchg sees a reserved entry as ZERO */
 XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_cmpxchg(xa, 12345678, XA_ZERO_ENTRY,
    xa_mk_value(12345678), GFP_NOWAIT) != NULL);
 xa_release(xa, 12345678);
 xa_erase_index(xa, 12345678);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* xa_insert treats it as busy */
 XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 12345678, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_insert(xa, 12345678, xa_mk_value(12345678), 0) !=
   -EBUSY);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, 12345678) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* Can iterate through a reserved entry */
 xa_store_index(xa, 5, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 6, GFP_KERNEL) != 0);
 xa_store_index(xa, 7, GFP_KERNEL);

 count = 0;
 xa_for_each(xa, index, entry) {
  XA_BUG_ON(xa, index != 5 && index != 7);
  count++;
 }
 XA_BUG_ON(xa, count != 2);

 /* If we free a reserved entry, we should be able to allocate it */
 if (xa->xa_flags & XA_FLAGS_ALLOC) {
  u32 id;

  XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_value(8),
     XA_LIMIT(5, 10), GFP_KERNEL) != 0);
  XA_BUG_ON(xa, id != 8);

  xa_release(xa, 6);
  XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_value(6),
     XA_LIMIT(5, 10), GFP_KERNEL) != 0);
  XA_BUG_ON(xa, id != 6);
 }

 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_xas_erase(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 void *entry;
 unsigned long i, j;

 for (i = 0; i < 200; i++) {
  for (j = i; j < 2 * i + 17; j++) {
   xas_set(&xas, j);
   do {
    xas_lock(&xas);
    xas_store(&xas, xa_mk_index(j));
    xas_unlock(&xas);
   } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
  }

  xas_set(&xas, ULONG_MAX);
  do {
   xas_lock(&xas);
   xas_store(&xas, xa_mk_value(0));
   xas_unlock(&xas);
  } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

  xas_lock(&xas);
  xas_store(&xas, NULL);

  xas_set(&xas, 0);
  j = i;
  xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
   XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(j));
   xas_store(&xas, NULL);
   j++;
  }
  xas_unlock(&xas);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 }
}

#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
static noinline void check_multi_store_1(struct xarray *xa, unsigned long index,
  unsigned int order)
{
 XA_STATE(xas, xa, index);
 unsigned long min = index & ~((1UL << order) - 1);
 unsigned long max = min + (1UL << order);

 xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min) != xa_mk_index(index));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max - 1) != xa_mk_index(index));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min - 1) != NULL);

 xas_lock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, xa_mk_index(min)) != xa_mk_index(index));
 xas_unlock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min) != xa_mk_index(min));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max - 1) != xa_mk_index(min));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, max) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, min - 1) != NULL);

 xa_erase_index(xa, min);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_multi_store_2(struct xarray *xa, unsigned long index,
  unsigned int order)
{
 XA_STATE(xas, xa, index);
 xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL);

 xas_lock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, xa_mk_value(1)) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != index);
 XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, NULL) != xa_mk_value(1));
 xas_unlock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_multi_store_3(struct xarray *xa, unsigned long index,
  unsigned int order)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 void *entry;
 int n = 0;

 xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);

 xas_lock(&xas);
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(index));
  n++;
 }
 XA_BUG_ON(xa, n != 1);
 xas_set(&xas, index + 1);
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(index));
  n++;
 }
 XA_BUG_ON(xa, n != 2);
 xas_unlock(&xas);

 xa_destroy(xa);
}
#endif

static noinline void check_multi_store(struct xarray *xa)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 unsigned long i, j, k;
 unsigned int max_order = (sizeof(long) == 4) ? 30 : 60;

 /* Loading from any position returns the same value */
 xa_store_order(xa, 0, 1, xa_mk_value(0), GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 2) != NULL);
 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->count != 2);
 XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->nr_values != 2);
 rcu_read_unlock();

 /* Storing adjacent to the value does not alter the value */
 xa_store(xa, 3, xa, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 2) != NULL);
 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->count != 3);
 XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->nr_values != 2);
 rcu_read_unlock();

 /* Overwriting multiple indexes works */
 xa_store_order(xa, 0, 2, xa_mk_value(1), GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 0) != xa_mk_value(1));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 1) != xa_mk_value(1));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 2) != xa_mk_value(1));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 3) != xa_mk_value(1));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, 4) != NULL);
 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->count != 4);
 XA_BUG_ON(xa, xa_to_node(xa_head(xa))->nr_values != 4);
 rcu_read_unlock();

 /* We can erase multiple values with a single store */
 xa_store_order(xa, 0, BITS_PER_LONG - 1, NULL, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* Even when the first slot is empty but the others aren't */
 xa_store_index(xa, 1, GFP_KERNEL);
 xa_store_index(xa, 2, GFP_KERNEL);
 xa_store_order(xa, 0, 2, NULL, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 for (i = 0; i < max_order; i++) {
  for (j = 0; j < max_order; j++) {
   xa_store_order(xa, 0, i, xa_mk_index(i), GFP_KERNEL);
   xa_store_order(xa, 0, j, xa_mk_index(j), GFP_KERNEL);

   for (k = 0; k < max_order; k++) {
    void *entry = xa_load(xa, (1UL << k) - 1);
    if ((i < k) && (j < k))
     XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
    else
     XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(j));
   }

   xa_erase(xa, 0);
   XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
  }
 }

 for (i = 0; i < 20; i++) {
  check_multi_store_1(xa, 200, i);
  check_multi_store_1(xa, 0, i);
  check_multi_store_1(xa, (1UL << i) + 1, i);
 }
 check_multi_store_2(xa, 4095, 9);

 for (i = 1; i < 20; i++) {
  check_multi_store_3(xa, 0, i);
  check_multi_store_3(xa, 1UL << i, i);
 }
#endif
}

#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
/* mimics page cache __filemap_add_folio() */
static noinline void check_xa_multi_store_adv_add(struct xarray *xa,
        unsigned long index,
        unsigned int order,
        void *p)
{
 XA_STATE(xas, xa, index);
 unsigned int nrpages = 1UL << order;

 /* users are responsible for index alignemnt to the order when adding */
 XA_BUG_ON(xa, index & (nrpages - 1));

 xas_set_order(&xas, index, order);

 do {
  xas_lock_irq(&xas);
  xas_store(&xas, p);
  xas_unlock_irq(&xas);
  /*
 * In our selftest case the only failure we can expect is for
 * there not to be enough memory as we're not mimicking the
 * entire page cache, so verify that's the only error we can run
 * into here. The xas_nomem() which follows will ensure to fix
 * that condition for us so to chug on on the loop.
 */
  XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas) && xas_error(&xas) != -ENOMEM);
 } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

 XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index) != p);
}

/* mimics page_cache_delete() */
static noinline void check_xa_multi_store_adv_del_entry(struct xarray *xa,
       unsigned long index,
       unsigned int order)
{
 XA_STATE(xas, xa, index);

 xas_set_order(&xas, index, order);
 xas_store(&xas, NULL);
 xas_init_marks(&xas);
}

static noinline void check_xa_multi_store_adv_delete(struct xarray *xa,
           unsigned long index,
           unsigned int order)
{
 xa_lock_irq(xa);
 check_xa_multi_store_adv_del_entry(xa, index, order);
 xa_unlock_irq(xa);
}

/* mimics page cache filemap_get_entry() */
static noinline void *test_get_entry(struct xarray *xa, unsigned long index)
{
 XA_STATE(xas, xa, index);
 void *p;
 static unsigned int loops = 0;

 rcu_read_lock();
repeat:
 xas_reset(&xas);
 p = xas_load(&xas);
 if (xas_retry(&xas, p))
  goto repeat;
 rcu_read_unlock();

 /*
 * This is not part of the page cache, this selftest is pretty
 * aggressive and does not want to trust the xarray API but rather
 * test it, and for order 20 (4 GiB block size) we can loop over
 * over a million entries which can cause a soft lockup. Page cache
 * APIs won't be stupid, proper page cache APIs loop over the proper
 * order so when using a larger order we skip shared entries.
 */
 if (++loops % XA_CHECK_SCHED == 0)
  schedule();

 return p;
}

static unsigned long some_val = 0xdeadbeef;
static unsigned long some_val_2 = 0xdeaddead;

/* mimics the page cache usage */
static noinline void check_xa_multi_store_adv(struct xarray *xa,
           unsigned long pos,
           unsigned int order)
{
 unsigned int nrpages = 1UL << order;
 unsigned long index, base, next_index, next_next_index;
 unsigned int i;

 index = pos >> PAGE_SHIFT;
 base = round_down(index, nrpages);
 next_index = round_down(base + nrpages, nrpages);
 next_next_index = round_down(next_index + nrpages, nrpages);

 check_xa_multi_store_adv_add(xa, base, order, &some_val);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, base + i) != &some_val);

 XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_index) != NULL);

 /* Use order 0 for the next item */
 check_xa_multi_store_adv_add(xa, next_index, 0, &some_val_2);
 XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_index) != &some_val_2);

 /* Remove the next item */
 check_xa_multi_store_adv_delete(xa, next_index, 0);

 /* Now use order for a new pointer */
 check_xa_multi_store_adv_add(xa, next_index, order, &some_val_2);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_index + i) != &some_val_2);

 check_xa_multi_store_adv_delete(xa, next_index, order);
 check_xa_multi_store_adv_delete(xa, base, order);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* starting fresh again */

 /* let's test some holes now */

 /* hole at base and next_next */
 check_xa_multi_store_adv_add(xa, next_index, order, &some_val_2);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, base + i) != NULL);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_index + i) != &some_val_2);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_next_index + i) != NULL);

 check_xa_multi_store_adv_delete(xa, next_index, order);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* hole at base and next */

 check_xa_multi_store_adv_add(xa, next_next_index, order, &some_val_2);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, base + i) != NULL);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_index + i) != NULL);

 for (i = 0; i < nrpages; i++)
  XA_BUG_ON(xa, test_get_entry(xa, next_next_index + i) != &some_val_2);

 check_xa_multi_store_adv_delete(xa, next_next_index, order);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}
#endif

static noinline void check_multi_store_advanced(struct xarray *xa)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
 unsigned long end = ULONG_MAX/2;
 unsigned long pos, i;

 /*
 * About 117 million tests below.
 */
 for (pos = 7; pos < end; pos = (pos * pos) + 564) {
  for (i = 0; i < max_order; i++) {
   check_xa_multi_store_adv(xa, pos, i);
   check_xa_multi_store_adv(xa, pos + 157, i);
  }
 }
#endif
}

static noinline void check_xa_alloc_1(struct xarray *xa, unsigned int base)
{
 int i;
 u32 id;

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 /* An empty array should assign %base to the first alloc */
 xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);

 /* Erasing it should make the array empty again */
 xa_erase_index(xa, base);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* And it should assign %base again */
 xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);

 /* Allocating and then erasing a lot should not lose base */
 for (i = base + 1; i < 2 * XA_CHUNK_SIZE; i++)
  xa_alloc_index(xa, i, GFP_KERNEL);
 for (i = base; i < 2 * XA_CHUNK_SIZE; i++)
  xa_erase_index(xa, i);
 xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);

 /* Destroying the array should do the same as erasing */
 xa_destroy(xa);

 /* And it should assign %base again */
 xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);

 /* The next assigned ID should be base+1 */
 xa_alloc_index(xa, base + 1, GFP_KERNEL);
 xa_erase_index(xa, base + 1);

 /* Storing a value should mark it used */
 xa_store_index(xa, base + 1, GFP_KERNEL);
 xa_alloc_index(xa, base + 2, GFP_KERNEL);

 /* If we then erase base, it should be free */
 xa_erase_index(xa, base);
 xa_alloc_index(xa, base, GFP_KERNEL);

 xa_erase_index(xa, base + 1);
 xa_erase_index(xa, base + 2);

 for (i = 1; i < 5000; i++) {
  xa_alloc_index(xa, base + i, GFP_KERNEL);
 }

 xa_destroy(xa);

 /* Check that we fail properly at the limit of allocation */
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX - 1),
    XA_LIMIT(UINT_MAX - 1, UINT_MAX),
    GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != 0xfffffffeU);
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX),
    XA_LIMIT(UINT_MAX - 1, UINT_MAX),
    GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != 0xffffffffU);
 id = 3;
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(0),
    XA_LIMIT(UINT_MAX - 1, UINT_MAX),
    GFP_KERNEL) != -EBUSY);
 XA_BUG_ON(xa, id != 3);
 xa_destroy(xa);

 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(10), XA_LIMIT(10, 5),
    GFP_KERNEL) != -EBUSY);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, 3, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, xa_mk_index(10), XA_LIMIT(10, 5),
    GFP_KERNEL) != -EBUSY);
 xa_erase_index(xa, 3);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_xa_alloc_2(struct xarray *xa, unsigned int base)
{
 unsigned int i, id;
 unsigned long index;
 void *entry;

 /* Allocate and free a NULL and check xa_empty() behaves */
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != base);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, id) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* Ditto, but check destroy instead of erase */
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != base);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 xa_destroy(xa);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 for (i = base; i < base + 10; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b,
     GFP_KERNEL) != 0);
  XA_BUG_ON(xa, id != i);
 }

 XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 3, xa_mk_index(3), GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 4, xa_mk_index(4), GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 4, NULL, GFP_KERNEL) != xa_mk_index(4));
 XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, 5) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, NULL, xa_limit_32b, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != 5);

 xa_for_each(xa, index, entry) {
  xa_erase_index(xa, index);
 }

 for (i = base; i < base + 9; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, i) != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 }
 XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, 8) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 XA_BUG_ON(xa, xa_erase(xa, base + 9) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_xa_alloc_3(struct xarray *xa, unsigned int base)
{
 struct xa_limit limit = XA_LIMIT(1, 0x3fff);
 u32 next = 0;
 unsigned int i, id;
 unsigned long index;
 void *entry;
 int ret;

 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(1), limit,
    &next, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != 1);

 next = 0x3ffd;
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(0x3ffd), limit,
    &next, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != 0x3ffd);
 xa_erase_index(xa, 0x3ffd);
 xa_erase_index(xa, 1);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 for (i = 0x3ffe; i < 0x4003; i++) {
  if (i < 0x4000)
   entry = xa_mk_index(i);
  else
   entry = xa_mk_index(i - 0x3fff);
  XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, entry, limit,
     &next, GFP_KERNEL) != 0);
  XA_BUG_ON(xa, xa_mk_index(id) != entry);
 }

 /* Check wrap-around is handled correctly */
 if (base != 0)
  xa_erase_index(xa, base);
 xa_erase_index(xa, base + 1);
 next = UINT_MAX;
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX),
    xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != UINT_MAX);
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(base),
    xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != base);
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(base + 1),
    xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 0);
 XA_BUG_ON(xa, id != base + 1);

 xa_for_each(xa, index, entry)
  xa_erase_index(xa, index);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* check wrap-around return of __xa_alloc_cyclic() */
 next = UINT_MAX;
 XA_BUG_ON(xa, xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(UINT_MAX),
          xa_limit_32b, &next, GFP_KERNEL) != 0);
 xa_lock(xa);
 ret = __xa_alloc_cyclic(xa, &id, xa_mk_index(base), xa_limit_32b,
    &next, GFP_KERNEL);
 xa_unlock(xa);
 XA_BUG_ON(xa, ret != 1);
 xa_for_each(xa, index, entry)
  xa_erase_index(xa, index);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static DEFINE_XARRAY_ALLOC(xa0);
static DEFINE_XARRAY_ALLOC1(xa1);

static noinline void check_xa_alloc(void)
{
 check_xa_alloc_1(&xa0, 0);
 check_xa_alloc_1(&xa1, 1);
 check_xa_alloc_2(&xa0, 0);
 check_xa_alloc_2(&xa1, 1);
 check_xa_alloc_3(&xa0, 0);
 check_xa_alloc_3(&xa1, 1);
}

static noinline void __check_store_iter(struct xarray *xa, unsigned long start,
   unsigned int order, unsigned int present)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, start, order);
 void *entry;
 unsigned int count = 0;

retry:
 xas_lock(&xas);
 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
  XA_BUG_ON(xa, !xa_is_value(entry));
  XA_BUG_ON(xa, entry < xa_mk_index(start));
  XA_BUG_ON(xa, entry > xa_mk_index(start + (1UL << order) - 1));
  count++;
 }
 xas_store(&xas, xa_mk_index(start));
 xas_unlock(&xas);
 if (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL)) {
  count = 0;
  goto retry;
 }
 XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));
 XA_BUG_ON(xa, count != present);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, start) != xa_mk_index(start));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, start + (1UL << order) - 1) !=
   xa_mk_index(start));
 xa_erase_index(xa, start);
}

static noinline void check_store_iter(struct xarray *xa)
{
 unsigned int i, j;
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;

 for (i = 0; i < max_order; i++) {
  unsigned int min = 1 << i;
  unsigned int max = (2 << i) - 1;
  __check_store_iter(xa, 0, i, 0);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
  __check_store_iter(xa, min, i, 0);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

  xa_store_index(xa, min, GFP_KERNEL);
  __check_store_iter(xa, min, i, 1);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
  xa_store_index(xa, max, GFP_KERNEL);
  __check_store_iter(xa, min, i, 1);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

  for (j = 0; j < min; j++)
   xa_store_index(xa, j, GFP_KERNEL);
  __check_store_iter(xa, 0, i, min);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
  for (j = 0; j < min; j++)
   xa_store_index(xa, min + j, GFP_KERNEL);
  __check_store_iter(xa, min, i, min);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 }
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 xa_store_index(xa, 63, GFP_KERNEL);
 xa_store_index(xa, 65, GFP_KERNEL);
 __check_store_iter(xa, 64, 2, 1);
 xa_erase_index(xa, 63);
#endif
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_multi_find_1(struct xarray *xa, unsigned order)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 unsigned long multi = 3 << order;
 unsigned long next = 4 << order;
 unsigned long index;

 xa_store_order(xa, multi, order, xa_mk_value(multi), GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, next, GFP_KERNEL) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, next + 1, GFP_KERNEL) != NULL);

 index = 0;
 XA_BUG_ON(xa, xa_find(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT) !=
   xa_mk_value(multi));
 XA_BUG_ON(xa, index != multi);
 index = multi + 1;
 XA_BUG_ON(xa, xa_find(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT) !=
   xa_mk_value(multi));
 XA_BUG_ON(xa, (index < multi) || (index >= next));
 XA_BUG_ON(xa, xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT) !=
   xa_mk_value(next));
 XA_BUG_ON(xa, index != next);
 XA_BUG_ON(xa, xa_find_after(xa, &index, next, XA_PRESENT) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, index != next);

 xa_erase_index(xa, multi);
 xa_erase_index(xa, next);
 xa_erase_index(xa, next + 1);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
#endif
}

static noinline void check_multi_find_2(struct xarray *xa)
{
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 10 : 1;
 unsigned int i, j;
 void *entry;

 for (i = 0; i < max_order; i++) {
  unsigned long index = 1UL << i;
  for (j = 0; j < index; j++) {
   XA_STATE(xas, xa, j + index);
   xa_store_index(xa, index - 1, GFP_KERNEL);
   xa_store_order(xa, index, i, xa_mk_index(index),
     GFP_KERNEL);
   rcu_read_lock();
   xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
    xa_erase_index(xa, index);
   }
   rcu_read_unlock();
   xa_erase_index(xa, index - 1);
   XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
  }
 }
}

static noinline void check_multi_find_3(struct xarray *xa)
{
 unsigned int order;

 for (order = 5; order < order_limit; order++) {
  unsigned long index = 1UL << (order - 5);

  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
  xa_store_order(xa, 0, order - 4, xa_mk_index(0), GFP_KERNEL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT));
  xa_erase_index(xa, 0);
 }
}

static noinline void check_find_1(struct xarray *xa)
{
 unsigned long i, j, k;

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /*
 * Check xa_find with all pairs between 0 and 99 inclusive,
 * starting at every index between 0 and 99
 */
 for (i = 0; i < 100; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL) != NULL);
  xa_set_mark(xa, i, XA_MARK_0);
  for (j = 0; j < i; j++) {
   XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, j, GFP_KERNEL) !=
     NULL);
   xa_set_mark(xa, j, XA_MARK_0);
   for (k = 0; k < 100; k++) {
    unsigned long index = k;
    void *entry = xa_find(xa, &index, ULONG_MAX,
        XA_PRESENT);
    if (k <= j)
     XA_BUG_ON(xa, index != j);
    else if (k <= i)
     XA_BUG_ON(xa, index != i);
    else
     XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);

    index = k;
    entry = xa_find(xa, &index, ULONG_MAX,
        XA_MARK_0);
    if (k <= j)
     XA_BUG_ON(xa, index != j);
    else if (k <= i)
     XA_BUG_ON(xa, index != i);
    else
     XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
   }
   xa_erase_index(xa, j);
   XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, j, XA_MARK_0));
   XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_0));
  }
  xa_erase_index(xa, i);
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_mark(xa, i, XA_MARK_0));
 }
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_find_2(struct xarray *xa)
{
 void *entry;
 unsigned long i, j, index;

 xa_for_each(xa, index, entry) {
  XA_BUG_ON(xa, true);
 }

 for (i = 0; i < 1024; i++) {
  xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
  j = 0;
  xa_for_each(xa, index, entry) {
   XA_BUG_ON(xa, xa_mk_index(index) != entry);
   XA_BUG_ON(xa, index != j++);
  }
 }

 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_find_3(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 unsigned long i, j, k;
 void *entry;

 for (i = 0; i < 100; i++) {
  for (j = 0; j < 100; j++) {
   rcu_read_lock();
   for (k = 0; k < 100; k++) {
    xas_set(&xas, j);
    xas_for_each_marked(&xas, entry, k, XA_MARK_0)
     ;
    if (j > k)
     XA_BUG_ON(xa,
      xas.xa_node != XAS_RESTART);
   }
   rcu_read_unlock();
  }
  xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL);
  xa_set_mark(xa, i, XA_MARK_0);
 }
 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_find_4(struct xarray *xa)
{
 unsigned long index = 0;
 void *entry;

 xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL);

 entry = xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT);
 XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(ULONG_MAX));

 entry = xa_find_after(xa, &index, ULONG_MAX, XA_PRESENT);
 XA_BUG_ON(xa, entry);

 xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
}

static noinline void check_find(struct xarray *xa)
{
 unsigned i;

 check_find_1(xa);
 check_find_2(xa);
 check_find_3(xa);
 check_find_4(xa);

 for (i = 2; i < 10; i++)
  check_multi_find_1(xa, i);
 check_multi_find_2(xa);
 check_multi_find_3(xa);
}

/* See find_swap_entry() in mm/shmem.c */
static noinline unsigned long xa_find_entry(struct xarray *xa, void *item)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 unsigned int checked = 0;
 void *entry;

 rcu_read_lock();
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  if (xas_retry(&xas, entry))
   continue;
  if (entry == item)
   break;
  checked++;
  if ((checked % 4) != 0)
   continue;
  xas_pause(&xas);
 }
 rcu_read_unlock();

 return entry ? xas.xa_index : -1;
}

static noinline void check_find_entry(struct xarray *xa)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 unsigned int order;
 unsigned long offset, index;

 for (order = 0; order < 20; order++) {
  for (offset = 0; offset < (1UL << (order + 3));
       offset += (1UL << order)) {
   for (index = 0; index < (1UL << (order + 5));
        index += (1UL << order)) {
    xa_store_order(xa, index, order,
      xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);
    XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index) !=
      xa_mk_index(index));
    XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa,
      xa_mk_index(index)) != index);
   }
   XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa) != -1);
   xa_destroy(xa);
  }
 }
#endif

 XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa) != -1);
 xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa) != -1);
 XA_BUG_ON(xa, xa_find_entry(xa, xa_mk_index(ULONG_MAX)) != -1);
 xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_pause(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 void *entry;
 int order;
 unsigned long index = 1;
 unsigned int count = 0;

 for (order = 0; order < order_limit; order++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_order(xa, index, order,
     xa_mk_index(index), GFP_KERNEL));
  index += 1UL << order;
 }

 rcu_read_lock();
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(1UL << count));
  count++;
 }
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, count != order_limit);

 count = 0;
 xas_set(&xas, 0);
 rcu_read_lock();
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(1UL << count));
  count++;
  xas_pause(&xas);
 }
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, count != order_limit);

 xa_destroy(xa);

 index = 0;
 for (order = order_limit - 1; order >= 0; order--) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_order(xa, index, order,
     xa_mk_index(index), GFP_KERNEL));
  index += 1UL << order;
 }

 index = 0;
 count = 0;
 xas_set(&xas, 0);
 rcu_read_lock();
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(index));
  index += 1UL << (order_limit - count - 1);
  count++;
 }
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, count != order_limit);

 index = 0;
 count = 0;
 /* test unaligned index */
 xas_set(&xas, 1 % (1UL << (order_limit - 1)));
 rcu_read_lock();
 xas_for_each(&xas, entry, ULONG_MAX) {
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(index));
  index += 1UL << (order_limit - count - 1);
  count++;
  xas_pause(&xas);
 }
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, count != order_limit);

 xa_destroy(xa);

}

static noinline void check_move_tiny(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
 rcu_read_unlock();
 xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
 rcu_read_lock();
 xas_set(&xas, 0);
 XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != xa_mk_index(0));
 XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
 xas_set(&xas, 0);
 XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != xa_mk_index(0));
 XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
 rcu_read_unlock();
 xa_erase_index(xa, 0);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_move_max(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);

 xa_store_index(xa, ULONG_MAX, GFP_KERNEL);
 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_index(ULONG_MAX));
 XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != NULL);
 rcu_read_unlock();

 xas_set(&xas, 0);
 rcu_read_lock();
 XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != xa_mk_index(ULONG_MAX));
 xas_pause(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xas_find(&xas, ULONG_MAX) != NULL);
 rcu_read_unlock();

 xa_erase_index(xa, ULONG_MAX);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_move_small(struct xarray *xa, unsigned long idx)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);
 unsigned long i;

 xa_store_index(xa, 0, GFP_KERNEL);
 xa_store_index(xa, idx, GFP_KERNEL);

 rcu_read_lock();
 for (i = 0; i < idx * 4; i++) {
  void *entry = xas_next(&xas);
  if (i <= idx)
   XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node == XAS_RESTART);
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != i);
  if (i == 0 || i == idx)
   XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
  else
   XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
 }
 xas_next(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != i);

 do {
  void *entry = xas_prev(&xas);
  i--;
  if (i <= idx)
   XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node == XAS_RESTART);
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != i);
  if (i == 0 || i == idx)
   XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
  else
   XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
 } while (i > 0);

 xas_set(&xas, ULONG_MAX);
 XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);
 XA_BUG_ON(xa, xas_next(&xas) != xa_mk_value(0));
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != 0);
 XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);
 rcu_read_unlock();

 xa_erase_index(xa, 0);
 xa_erase_index(xa, idx);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_move(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, (1 << 16) - 1);
 unsigned long i;

 for (i = 0; i < (1 << 16); i++)
  XA_BUG_ON(xa, xa_store_index(xa, i, GFP_KERNEL) != NULL);

 rcu_read_lock();
 do {
  void *entry = xas_prev(&xas);
  i--;
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
  XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
 } while (i != 0);

 XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);

 do {
  void *entry = xas_next(&xas);
  XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
  XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
  i++;
 } while (i < (1 << 16));
 rcu_read_unlock();

 for (i = (1 << 8); i < (1 << 15); i++)
  xa_erase_index(xa, i);

 i = xas.xa_index;

 rcu_read_lock();
 do {
  void *entry = xas_prev(&xas);
  i--;
  if ((i < (1 << 8)) || (i >= (1 << 15)))
   XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
  else
   XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
 } while (i != 0);

 XA_BUG_ON(xa, xas_prev(&xas) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xas.xa_index != ULONG_MAX);

 do {
  void *entry = xas_next(&xas);
  if ((i < (1 << 8)) || (i >= (1 << 15)))
   XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_index(i));
  else
   XA_BUG_ON(xa, entry != NULL);
  XA_BUG_ON(xa, i != xas.xa_index);
  i++;
 } while (i < (1 << 16));
 rcu_read_unlock();

 xa_destroy(xa);

 check_move_tiny(xa);
 check_move_max(xa);

 for (i = 0; i < 16; i++)
  check_move_small(xa, 1UL << i);

 for (i = 2; i < 16; i++)
  check_move_small(xa, (1UL << i) - 1);
}

static noinline void xa_store_many_order(struct xarray *xa,
  unsigned long index, unsigned order)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
 unsigned int i = 0;

 do {
  xas_lock(&xas);
  XA_BUG_ON(xa, xas_find_conflict(&xas));
  xas_create_range(&xas);
  if (xas_error(&xas))
   goto unlock;
  for (i = 0; i < (1U << order); i++) {
   XA_BUG_ON(xa, xas_store(&xas, xa_mk_index(index + i)));
   xas_next(&xas);
  }
unlock:
  xas_unlock(&xas);
 } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

 XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));
}

static noinline void check_create_range_1(struct xarray *xa,
  unsigned long index, unsigned order)
{
 unsigned long i;

 xa_store_many_order(xa, index, order);
 for (i = index; i < index + (1UL << order); i++)
  xa_erase_index(xa, i);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_create_range_2(struct xarray *xa, unsigned order)
{
 unsigned long i;
 unsigned long nr = 1UL << order;

 for (i = 0; i < nr * nr; i += nr)
  xa_store_many_order(xa, i, order);
 for (i = 0; i < nr * nr; i++)
  xa_erase_index(xa, i);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_create_range_3(void)
{
 XA_STATE(xas, NULL, 0);
 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
 xas_create_range(&xas);
 XA_BUG_ON(NULL, xas_error(&xas) != -EEXIST);
}

static noinline void check_create_range_4(struct xarray *xa,
  unsigned long index, unsigned order)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
 unsigned long base = xas.xa_index;
 unsigned long i = 0;

 xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
 do {
  xas_lock(&xas);
  xas_create_range(&xas);
  if (xas_error(&xas))
   goto unlock;
  for (i = 0; i < (1UL << order); i++) {
   void *old = xas_store(&xas, xa_mk_index(base + i));
   if (xas.xa_index == index)
    XA_BUG_ON(xa, old != xa_mk_index(base + i));
   else
    XA_BUG_ON(xa, old != NULL);
   xas_next(&xas);
  }
unlock:
  xas_unlock(&xas);
 } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

 XA_BUG_ON(xa, xas_error(&xas));

 for (i = base; i < base + (1UL << order); i++)
  xa_erase_index(xa, i);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_create_range_5(struct xarray *xa,
  unsigned long index, unsigned int order)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, order);
 unsigned int i;

 xa_store_order(xa, index, order, xa_mk_index(index), GFP_KERNEL);

 for (i = 0; i < order + 10; i++) {
  do {
   xas_lock(&xas);
   xas_create_range(&xas);
   xas_unlock(&xas);
  } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));
 }

 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_create_range(struct xarray *xa)
{
 unsigned int order;
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 12 : 1;

 for (order = 0; order < max_order; order++) {
  check_create_range_1(xa, 0, order);
  check_create_range_1(xa, 1U << order, order);
  check_create_range_1(xa, 2U << order, order);
  check_create_range_1(xa, 3U << order, order);
  check_create_range_1(xa, 1U << 24, order);
  if (order < 10)
   check_create_range_2(xa, order);

  check_create_range_4(xa, 0, order);
  check_create_range_4(xa, 1U << order, order);
  check_create_range_4(xa, 2U << order, order);
  check_create_range_4(xa, 3U << order, order);
  check_create_range_4(xa, 1U << 24, order);

  check_create_range_4(xa, 1, order);
  check_create_range_4(xa, (1U << order) + 1, order);
  check_create_range_4(xa, (2U << order) + 1, order);
  check_create_range_4(xa, (2U << order) - 1, order);
  check_create_range_4(xa, (3U << order) + 1, order);
  check_create_range_4(xa, (3U << order) - 1, order);
  check_create_range_4(xa, (1U << 24) + 1, order);

  check_create_range_5(xa, 0, order);
  check_create_range_5(xa, (1U << order), order);
 }

 check_create_range_3();
}

static noinline void __check_store_range(struct xarray *xa, unsigned long first,
  unsigned long last)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 xa_store_range(xa, first, last, xa_mk_index(first), GFP_KERNEL);

 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, first) != xa_mk_index(first));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, last) != xa_mk_index(first));
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, first - 1) != NULL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, last + 1) != NULL);

 xa_store_range(xa, first, last, NULL, GFP_KERNEL);
#endif

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_store_range(struct xarray *xa)
{
 unsigned long i, j;

 for (i = 0; i < 128; i++) {
  for (j = i; j < 128; j++) {
   __check_store_range(xa, i, j);
   __check_store_range(xa, 128 + i, 128 + j);
   __check_store_range(xa, 4095 + i, 4095 + j);
   __check_store_range(xa, 4096 + i, 4096 + j);
   __check_store_range(xa, 123456 + i, 123456 + j);
   __check_store_range(xa, (1 << 24) + i, (1 << 24) + j);
  }
 }
}

#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
static void check_split_1(struct xarray *xa, unsigned long index,
    unsigned int order, unsigned int new_order)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, new_order);
 unsigned int i, found;
 void *entry;

 xa_store_order(xa, index, order, xa, GFP_KERNEL);
 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_1);

 xas_split_alloc(&xas, xa, order, GFP_KERNEL);
 xas_lock(&xas);
 xas_split(&xas, xa, order);
 for (i = 0; i < (1 << order); i += (1 << new_order))
  __xa_store(xa, index + i, xa_mk_index(index + i), 0);
 xas_unlock(&xas);

 for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
  unsigned int val = index + (i & ~((1 << new_order) - 1));
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index + i) != xa_mk_index(val));
 }

 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));

 xas_set_order(&xas, index, 0);
 found = 0;
 rcu_read_lock();
 xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_1) {
  found++;
  XA_BUG_ON(xa, xa_is_internal(entry));
 }
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, found != 1 << (order - new_order));

 xa_destroy(xa);
}

static void check_split_2(struct xarray *xa, unsigned long index,
    unsigned int order, unsigned int new_order)
{
 XA_STATE_ORDER(xas, xa, index, new_order);
 unsigned int i, found;
 void *entry;

 xa_store_order(xa, index, order, xa, GFP_KERNEL);
 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_1);

 /* allocate a node for xas_try_split() */
 xas_set_err(&xas, -ENOMEM);
 XA_BUG_ON(xa, !xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

 xas_lock(&xas);
 xas_try_split(&xas, xa, order);
 if (((new_order / XA_CHUNK_SHIFT) < (order / XA_CHUNK_SHIFT)) &&
     new_order < order - 1) {
  XA_BUG_ON(xa, !xas_error(&xas) || xas_error(&xas) != -EINVAL);
  xas_unlock(&xas);
  goto out;
 }
 for (i = 0; i < (1 << order); i += (1 << new_order))
  __xa_store(xa, index + i, xa_mk_index(index + i), 0);
 xas_unlock(&xas);

 for (i = 0; i < (1 << order); i++) {
  unsigned int val = index + (i & ~((1 << new_order) - 1));
  XA_BUG_ON(xa, xa_load(xa, index + i) != xa_mk_index(val));
 }

 xa_set_mark(xa, index, XA_MARK_0);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_get_mark(xa, index, XA_MARK_0));

 xas_set_order(&xas, index, 0);
 found = 0;
 rcu_read_lock();
 xas_for_each_marked(&xas, entry, ULONG_MAX, XA_MARK_1) {
  found++;
  XA_BUG_ON(xa, xa_is_internal(entry));
 }
 rcu_read_unlock();
 XA_BUG_ON(xa, found != 1 << (order - new_order));
out:
 xas_destroy(&xas);
 xa_destroy(xa);
}

static noinline void check_split(struct xarray *xa)
{
 unsigned int order, new_order;

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 for (order = 1; order < 2 * XA_CHUNK_SHIFT; order++) {
  for (new_order = 0; new_order < order; new_order++) {
   check_split_1(xa, 0, order, new_order);
   check_split_1(xa, 1UL << order, order, new_order);
   check_split_1(xa, 3UL << order, order, new_order);

   check_split_2(xa, 0, order, new_order);
   check_split_2(xa, 1UL << order, order, new_order);
   check_split_2(xa, 3UL << order, order, new_order);
  }
 }
}
#else
static void check_split(struct xarray *xa) { }
#endif

static void check_align_1(struct xarray *xa, char *name)
{
 int i;
 unsigned int id;
 unsigned long index;
 void *entry;

 for (i = 0; i < 8; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_alloc(xa, &id, name + i, xa_limit_32b,
     GFP_KERNEL) != 0);
  XA_BUG_ON(xa, id != i);
 }
 xa_for_each(xa, index, entry)
  XA_BUG_ON(xa, xa_is_err(entry));
 xa_destroy(xa);
}

/*
 * We should always be able to store without allocating memory after
 * reserving a slot.
 */
static void check_align_2(struct xarray *xa, char *name)
{
 int i;

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 for (i = 0; i < 8; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 0, name + i, GFP_KERNEL) != NULL);
  xa_erase(xa, 0);
 }

 for (i = 0; i < 8; i++) {
  XA_BUG_ON(xa, xa_reserve(xa, 0, GFP_KERNEL) != 0);
  XA_BUG_ON(xa, xa_store(xa, 0, name + i, 0) != NULL);
  xa_erase(xa, 0);
 }

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

static noinline void check_align(struct xarray *xa)
{
 char name[] = "Motorola 68000";

 check_align_1(xa, name);
 check_align_1(xa, name + 1);
 check_align_1(xa, name + 2);
 check_align_1(xa, name + 3);
 check_align_2(xa, name);
}

static LIST_HEAD(shadow_nodes);

static void test_update_node(struct xa_node *node)
{
 if (node->count && node->count == node->nr_values) {
  if (list_empty(&node->private_list))
   list_add(&shadow_nodes, &node->private_list);
 } else {
  if (!list_empty(&node->private_list))
   list_del_init(&node->private_list);
 }
}

static noinline void shadow_remove(struct xarray *xa)
{
 struct xa_node *node;

 xa_lock(xa);
 while ((node = list_first_entry_or_null(&shadow_nodes,
     struct xa_node, private_list))) {
  XA_BUG_ON(xa, node->array != xa);
  list_del_init(&node->private_list);
  xa_delete_node(node, test_update_node);
 }
 xa_unlock(xa);
}

static noinline void check_workingset(struct xarray *xa, unsigned long index)
{
 XA_STATE(xas, xa, index);
 xas_set_update(&xas, test_update_node);

 do {
  xas_lock(&xas);
  xas_store(&xas, xa_mk_value(0));
  xas_next(&xas);
  xas_store(&xas, xa_mk_value(1));
  xas_unlock(&xas);
 } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

 XA_BUG_ON(xa, list_empty(&shadow_nodes));

 xas_lock(&xas);
 xas_next(&xas);
 xas_store(&xas, &xas);
 XA_BUG_ON(xa, !list_empty(&shadow_nodes));

 xas_store(&xas, xa_mk_value(2));
 xas_unlock(&xas);
 XA_BUG_ON(xa, list_empty(&shadow_nodes));

 shadow_remove(xa);
 XA_BUG_ON(xa, !list_empty(&shadow_nodes));
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
}

/*
 * Check that the pointer / value / sibling entries are accounted the
 * way we expect them to be.
 */
static noinline void check_account(struct xarray *xa)
{
#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 unsigned int order;

 for (order = 1; order < 12; order++) {
  XA_STATE(xas, xa, 1 << order);

  xa_store_order(xa, 0, order, xa, GFP_KERNEL);
  rcu_read_lock();
  xas_load(&xas);
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->count == 0);
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->count > (1 << order));
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->nr_values != 0);
  rcu_read_unlock();

  xa_store_order(xa, 1 << order, order, xa_mk_index(1UL << order),
    GFP_KERNEL);
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->count != xas.xa_node->nr_values * 2);

  xa_erase(xa, 1 << order);
  XA_BUG_ON(xa, xas.xa_node->nr_values != 0);

  xa_erase(xa, 0);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 }
#endif
}

static noinline void check_get_order(struct xarray *xa)
{
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
 unsigned int order;
 unsigned long i, j;

 for (i = 0; i < 3; i++)
  XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, i) != 0);

 for (order = 0; order < max_order; order++) {
  for (i = 0; i < 10; i++) {
   xa_store_order(xa, i << order, order,
     xa_mk_index(i << order), GFP_KERNEL);
   for (j = i << order; j < (i + 1) << order; j++)
    XA_BUG_ON(xa, xa_get_order(xa, j) != order);
   xa_erase(xa, i << order);
  }
 }
}

static noinline void check_xas_get_order(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);

 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
 unsigned int order;
 unsigned long i, j;

 for (order = 0; order < max_order; order++) {
  for (i = 0; i < 10; i++) {
   xas_set_order(&xas, i << order, order);
   do {
    xas_lock(&xas);
    xas_store(&xas, xa_mk_value(i));
    xas_unlock(&xas);
   } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

   for (j = i << order; j < (i + 1) << order; j++) {
    xas_set_order(&xas, j, 0);
    rcu_read_lock();
    xas_load(&xas);
    XA_BUG_ON(xa, xas_get_order(&xas) != order);
    rcu_read_unlock();
   }

   xas_lock(&xas);
   xas_set_order(&xas, i << order, order);
   xas_store(&xas, NULL);
   xas_unlock(&xas);
  }
 }
}

static noinline void check_xas_conflict_get_order(struct xarray *xa)
{
 XA_STATE(xas, xa, 0);

 void *entry;
 int only_once;
 unsigned int max_order = IS_ENABLED(CONFIG_XARRAY_MULTI) ? 20 : 1;
 unsigned int order;
 unsigned long i, j, k;

 for (order = 0; order < max_order; order++) {
  for (i = 0; i < 10; i++) {
   xas_set_order(&xas, i << order, order);
   do {
    xas_lock(&xas);
    xas_store(&xas, xa_mk_value(i));
    xas_unlock(&xas);
   } while (xas_nomem(&xas, GFP_KERNEL));

   /*
 * Ensure xas_get_order works with xas_for_each_conflict.
 */
   j = i << order;
   for (k = 0; k < order; k++) {
    only_once = 0;
    xas_set_order(&xas, j + (1 << k), k);
    xas_lock(&xas);
    xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
     XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_value(i));
     XA_BUG_ON(xa, xas_get_order(&xas) != order);
     only_once++;
    }
    XA_BUG_ON(xa, only_once != 1);
    xas_unlock(&xas);
   }

   if (order < max_order - 1) {
    only_once = 0;
    xas_set_order(&xas, (i & ~1UL) << order, order + 1);
    xas_lock(&xas);
    xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
     XA_BUG_ON(xa, entry != xa_mk_value(i));
     XA_BUG_ON(xa, xas_get_order(&xas) != order);
     only_once++;
    }
    XA_BUG_ON(xa, only_once != 1);
    xas_unlock(&xas);
   }

   xas_set_order(&xas, i << order, order);
   xas_lock(&xas);
   xas_store(&xas, NULL);
   xas_unlock(&xas);
  }
 }
}


static noinline void check_destroy(struct xarray *xa)
{
 unsigned long index;

 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* Destroying an empty array is a no-op */
 xa_destroy(xa);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

 /* Destroying an array with a single entry */
 for (index = 0; index < 1000; index++) {
  xa_store_index(xa, index, GFP_KERNEL);
  XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
  xa_destroy(xa);
  XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
 }

 /* Destroying an array with a single entry at ULONG_MAX */
 xa_store(xa, ULONG_MAX, xa, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 xa_destroy(xa);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));

#ifdef CONFIG_XARRAY_MULTI
 /* Destroying an array with a multi-index entry */
 xa_store_order(xa, 1 << 11, 11, xa, GFP_KERNEL);
 XA_BUG_ON(xa, xa_empty(xa));
 xa_destroy(xa);
 XA_BUG_ON(xa, !xa_empty(xa));
#endif
}

static DEFINE_XARRAY(array);

static int xarray_checks(void)
{
 check_xa_err(&array);
 check_xas_retry(&array);
 check_xa_load(&array);
 check_xa_mark(&array);
 check_xa_shrink(&array);
 check_xas_erase(&array);
 check_insert(&array);
 check_cmpxchg(&array);
 check_cmpxchg_order(&array);
 check_reserve(&array);
 check_reserve(&xa0);
 check_multi_store(&array);
 check_multi_store_advanced(&array);
 check_get_order(&array);
 check_xas_get_order(&array);
 check_xas_conflict_get_order(&array);
 check_xa_alloc();
 check_find(&array);
 check_find_entry(&array);
 check_pause(&array);
 check_account(&array);
 check_destroy(&array);
 check_move(&array);
 check_create_range(&array);
 check_store_range(&array);
 check_store_iter(&array);
 check_align(&xa0);
 check_split(&array);

 check_workingset(&array, 0);
 check_workingset(&array, 64);
 check_workingset(&array, 4096);

 printk("XArray: %u of %u tests passed\n", tests_passed, tests_run);
 return (tests_run == tests_passed) ? 0 : -EINVAL;
}

static void xarray_exit(void)
{
}

module_init(xarray_checks);
module_exit(xarray_exit);
MODULE_AUTHOR("Matthew Wilcox <willy@infradead.org>");
MODULE_DESCRIPTION("XArray API test module");
MODULE_LICENSE("GPL");