Merge branch 'core-fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6.git] / mm / vmalloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmalloc.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
5  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
6  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
7  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
8  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
9  */
10
11 #include <linux/vmalloc.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/highmem.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/debugobjects.h>
21 #include <linux/kallsyms.h>
22 #include <linux/list.h>
23 #include <linux/rbtree.h>
24 #include <linux/radix-tree.h>
25 #include <linux/rcupdate.h>
26
27 #include <asm/atomic.h>
28 #include <asm/uaccess.h>
29 #include <asm/tlbflush.h>
30
31
32 /*** Page table manipulation functions ***/
33
34 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
35 {
36         pte_t *pte;
37
38         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
39         do {
40                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
41                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
42         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
43 }
44
45 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
46 {
47         pmd_t *pmd;
48         unsigned long next;
49
50         pmd = pmd_offset(pud, addr);
51         do {
52                 next = pmd_addr_end(addr, end);
53                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
54                         continue;
55                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
56         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
57 }
58
59 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
60 {
61         pud_t *pud;
62         unsigned long next;
63
64         pud = pud_offset(pgd, addr);
65         do {
66                 next = pud_addr_end(addr, end);
67                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
68                         continue;
69                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
70         } while (pud++, addr = next, addr != end);
71 }
72
73 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
74 {
75         pgd_t *pgd;
76         unsigned long next;
77
78         BUG_ON(addr >= end);
79         pgd = pgd_offset_k(addr);
80         flush_cache_vunmap(addr, end);
81         do {
82                 next = pgd_addr_end(addr, end);
83                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
84                         continue;
85                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
86         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
87 }
88
89 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
90                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
91 {
92         pte_t *pte;
93
94         /*
95          * nr is a running index into the array which helps higher level
96          * callers keep track of where we're up to.
97          */
98
99         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
100         if (!pte)
101                 return -ENOMEM;
102         do {
103                 struct page *page = pages[*nr];
104
105                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
106                         return -EBUSY;
107                 if (WARN_ON(!page))
108                         return -ENOMEM;
109                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
110                 (*nr)++;
111         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
112         return 0;
113 }
114
115 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
116                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
117 {
118         pmd_t *pmd;
119         unsigned long next;
120
121         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
122         if (!pmd)
123                 return -ENOMEM;
124         do {
125                 next = pmd_addr_end(addr, end);
126                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
127                         return -ENOMEM;
128         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
129         return 0;
130 }
131
132 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
133                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
134 {
135         pud_t *pud;
136         unsigned long next;
137
138         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
139         if (!pud)
140                 return -ENOMEM;
141         do {
142                 next = pud_addr_end(addr, end);
143                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
144                         return -ENOMEM;
145         } while (pud++, addr = next, addr != end);
146         return 0;
147 }
148
149 /*
150  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
151  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
152  *
153  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
154  */
155 static int vmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
156                                 pgprot_t prot, struct page **pages)
157 {
158         pgd_t *pgd;
159         unsigned long next;
160         int err = 0;
161         int nr = 0;
162
163         BUG_ON(addr >= end);
164         pgd = pgd_offset_k(addr);
165         do {
166                 next = pgd_addr_end(addr, end);
167                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
168                 if (err)
169                         break;
170         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
171         flush_cache_vmap(addr, end);
172
173         if (unlikely(err))
174                 return err;
175         return nr;
176 }
177
178 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
179 {
180         /*
181          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
182          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
183          * just put it in the vmalloc space.
184          */
185 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
186         unsigned long addr = (unsigned long)x;
187         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
188                 return 1;
189 #endif
190         return is_vmalloc_addr(x);
191 }
192
193 /*
194  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
195  */
196 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
197 {
198         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
199         struct page *page = NULL;
200         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
201
202         /*
203          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
204          * architectures that do not vmalloc module space
205          */
206         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
207
208         if (!pgd_none(*pgd)) {
209                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
210                 if (!pud_none(*pud)) {
211                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
212                         if (!pmd_none(*pmd)) {
213                                 pte_t *ptep, pte;
214
215                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
216                                 pte = *ptep;
217                                 if (pte_present(pte))
218                                         page = pte_page(pte);
219                                 pte_unmap(ptep);
220                         }
221                 }
222         }
223         return page;
224 }
225 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
226
227 /*
228  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
229  */
230 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
231 {
232         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
233 }
234 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
235
236
237 /*** Global kva allocator ***/
238
239 #define VM_LAZY_FREE    0x01
240 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
241 #define VM_VM_AREA      0x04
242
243 struct vmap_area {
244         unsigned long va_start;
245         unsigned long va_end;
246         unsigned long flags;
247         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
248         struct list_head list;          /* address sorted list */
249         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
250         void *private;
251         struct rcu_head rcu_head;
252 };
253
254 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
255 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
256 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
257
258 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
259 {
260         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
261
262         while (n) {
263                 struct vmap_area *va;
264
265                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
266                 if (addr < va->va_start)
267                         n = n->rb_left;
268                 else if (addr > va->va_start)
269                         n = n->rb_right;
270                 else
271                         return va;
272         }
273
274         return NULL;
275 }
276
277 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
278 {
279         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
280         struct rb_node *parent = NULL;
281         struct rb_node *tmp;
282
283         while (*p) {
284                 struct vmap_area *tmp;
285
286                 parent = *p;
287                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
288                 if (va->va_start < tmp->va_end)
289                         p = &(*p)->rb_left;
290                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
291                         p = &(*p)->rb_right;
292                 else
293                         BUG();
294         }
295
296         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
297         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
298
299         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
300         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
301         if (tmp) {
302                 struct vmap_area *prev;
303                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
304                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
305         } else
306                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
307 }
308
309 static void purge_vmap_area_lazy(void);
310
311 /*
312  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
313  * vstart and vend.
314  */
315 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
316                                 unsigned long align,
317                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
318                                 int node, gfp_t gfp_mask)
319 {
320         struct vmap_area *va;
321         struct rb_node *n;
322         unsigned long addr;
323         int purged = 0;
324
325         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
326
327         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
328                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
329         if (unlikely(!va))
330                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
331
332 retry:
333         addr = ALIGN(vstart, align);
334
335         spin_lock(&vmap_area_lock);
336         /* XXX: could have a last_hole cache */
337         n = vmap_area_root.rb_node;
338         if (n) {
339                 struct vmap_area *first = NULL;
340
341                 do {
342                         struct vmap_area *tmp;
343                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
344                         if (tmp->va_end >= addr) {
345                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
346                                         first = tmp;
347                                 n = n->rb_left;
348                         } else {
349                                 first = tmp;
350                                 n = n->rb_right;
351                         }
352                 } while (n);
353
354                 if (!first)
355                         goto found;
356
357                 if (first->va_end < addr) {
358                         n = rb_next(&first->rb_node);
359                         if (n)
360                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
361                         else
362                                 goto found;
363                 }
364
365                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
366                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
367
368                         n = rb_next(&first->rb_node);
369                         if (n)
370                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
371                         else
372                                 goto found;
373                 }
374         }
375 found:
376         if (addr + size > vend) {
377                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
378                 if (!purged) {
379                         purge_vmap_area_lazy();
380                         purged = 1;
381                         goto retry;
382                 }
383                 if (printk_ratelimit())
384                         printk(KERN_WARNING "vmap allocation failed: "
385                                  "use vmalloc=<size> to increase size.\n");
386                 return ERR_PTR(-EBUSY);
387         }
388
389         BUG_ON(addr & (align-1));
390
391         va->va_start = addr;
392         va->va_end = addr + size;
393         va->flags = 0;
394         __insert_vmap_area(va);
395         spin_unlock(&vmap_area_lock);
396
397         return va;
398 }
399
400 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
401 {
402         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
403
404         kfree(va);
405 }
406
407 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
408 {
409         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
410         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
411         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
412         list_del_rcu(&va->list);
413
414         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
415 }
416
417 /*
418  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
419  */
420 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
421 {
422         spin_lock(&vmap_area_lock);
423         __free_vmap_area(va);
424         spin_unlock(&vmap_area_lock);
425 }
426
427 /*
428  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
429  */
430 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
431 {
432         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
433 }
434
435 /*
436  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
437  * before attempting to purge with a TLB flush.
438  *
439  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
440  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
441  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
442  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
443  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
444  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
445  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
446  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
447  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
448  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
449  * becomes a problem on bigger systems.
450  */
451 static unsigned long lazy_max_pages(void)
452 {
453         unsigned int log;
454
455         log = fls(num_online_cpus());
456
457         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
458 }
459
460 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
461
462 /*
463  * Purges all lazily-freed vmap areas.
464  *
465  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
466  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
467  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
468  * their own TLB flushing).
469  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
470  *              *end = max(*end, highest purged address)
471  */
472 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
473                                         int sync, int force_flush)
474 {
475         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
476         LIST_HEAD(valist);
477         struct vmap_area *va;
478         int nr = 0;
479
480         /*
481          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
482          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
483          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
484          */
485         if (!sync && !force_flush) {
486                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
487                         return;
488         } else
489                 spin_lock(&purge_lock);
490
491         rcu_read_lock();
492         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
493                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
494                         if (va->va_start < *start)
495                                 *start = va->va_start;
496                         if (va->va_end > *end)
497                                 *end = va->va_end;
498                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
499                         unmap_vmap_area(va);
500                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
501                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
502                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
503                 }
504         }
505         rcu_read_unlock();
506
507         if (nr) {
508                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
509                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
510         }
511
512         if (nr || force_flush)
513                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
514
515         if (nr) {
516                 spin_lock(&vmap_area_lock);
517                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
518                         __free_vmap_area(va);
519                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
520         }
521         spin_unlock(&purge_lock);
522 }
523
524 /*
525  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
526  * is already purging.
527  */
528 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
529 {
530         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
531
532         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
533 }
534
535 /*
536  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
537  */
538 static void purge_vmap_area_lazy(void)
539 {
540         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
541
542         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
543 }
544
545 /*
546  * Free and unmap a vmap area
547  */
548 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
549 {
550         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
551         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
552         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
553                 try_purge_vmap_area_lazy();
554 }
555
556 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
557 {
558         struct vmap_area *va;
559
560         spin_lock(&vmap_area_lock);
561         va = __find_vmap_area(addr);
562         spin_unlock(&vmap_area_lock);
563
564         return va;
565 }
566
567 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
568 {
569         struct vmap_area *va;
570
571         va = find_vmap_area(addr);
572         BUG_ON(!va);
573         free_unmap_vmap_area(va);
574 }
575
576
577 /*** Per cpu kva allocator ***/
578
579 /*
580  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
581  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
582  */
583 /*
584  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
585  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
586  * instead (we just need a rough idea)
587  */
588 #if BITS_PER_LONG == 32
589 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
590 #else
591 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
592 #endif
593
594 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
595 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
596 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
597 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
598 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
599 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
600 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
601                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
602                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
603
604 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
605
606 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
607
608 struct vmap_block_queue {
609         spinlock_t lock;
610         struct list_head free;
611         struct list_head dirty;
612         unsigned int nr_dirty;
613 };
614
615 struct vmap_block {
616         spinlock_t lock;
617         struct vmap_area *va;
618         struct vmap_block_queue *vbq;
619         unsigned long free, dirty;
620         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
621         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
622         union {
623                 struct {
624                         struct list_head free_list;
625                         struct list_head dirty_list;
626                 };
627                 struct rcu_head rcu_head;
628         };
629 };
630
631 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
632 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
633
634 /*
635  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
636  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
637  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
638  */
639 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
640 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
641
642 /*
643  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
644  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
645  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
646  * big problem.
647  */
648
649 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
650 {
651         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
652         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
653         return addr;
654 }
655
656 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
657 {
658         struct vmap_block_queue *vbq;
659         struct vmap_block *vb;
660         struct vmap_area *va;
661         unsigned long vb_idx;
662         int node, err;
663
664         node = numa_node_id();
665
666         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
667                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
668         if (unlikely(!vb))
669                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
670
671         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
672                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
673                                         node, gfp_mask);
674         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
675                 kfree(vb);
676                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
677         }
678
679         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
680         if (unlikely(err)) {
681                 kfree(vb);
682                 free_vmap_area(va);
683                 return ERR_PTR(err);
684         }
685
686         spin_lock_init(&vb->lock);
687         vb->va = va;
688         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
689         vb->dirty = 0;
690         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
691         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
692         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
693         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
694
695         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
696         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
697         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
698         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
699         BUG_ON(err);
700         radix_tree_preload_end();
701
702         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
703         vb->vbq = vbq;
704         spin_lock(&vbq->lock);
705         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
706         spin_unlock(&vbq->lock);
707         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
708
709         return vb;
710 }
711
712 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
713 {
714         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
715
716         kfree(vb);
717 }
718
719 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
720 {
721         struct vmap_block *tmp;
722         unsigned long vb_idx;
723
724         spin_lock(&vb->vbq->lock);
725         if (!list_empty(&vb->free_list))
726                 list_del(&vb->free_list);
727         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
728                 list_del(&vb->dirty_list);
729         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
730
731         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
732         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
733         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
734         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
735         BUG_ON(tmp != vb);
736
737         free_unmap_vmap_area(vb->va);
738         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
739 }
740
741 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
742 {
743         struct vmap_block_queue *vbq;
744         struct vmap_block *vb;
745         unsigned long addr = 0;
746         unsigned int order;
747
748         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
749         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
750         order = get_order(size);
751
752 again:
753         rcu_read_lock();
754         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
755         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
756                 int i;
757
758                 spin_lock(&vb->lock);
759                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
760                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
761
762                 if (i >= 0) {
763                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
764                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
765                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
766                         vb->free -= 1UL << order;
767                         if (vb->free == 0) {
768                                 spin_lock(&vbq->lock);
769                                 list_del_init(&vb->free_list);
770                                 spin_unlock(&vbq->lock);
771                         }
772                         spin_unlock(&vb->lock);
773                         break;
774                 }
775                 spin_unlock(&vb->lock);
776         }
777         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
778         rcu_read_unlock();
779
780         if (!addr) {
781                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
782                 if (IS_ERR(vb))
783                         return vb;
784                 goto again;
785         }
786
787         return (void *)addr;
788 }
789
790 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
791 {
792         unsigned long offset;
793         unsigned long vb_idx;
794         unsigned int order;
795         struct vmap_block *vb;
796
797         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
798         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
799         order = get_order(size);
800
801         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
802
803         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
804         rcu_read_lock();
805         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
806         rcu_read_unlock();
807         BUG_ON(!vb);
808
809         spin_lock(&vb->lock);
810         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
811         if (!vb->dirty) {
812                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
813                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
814                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
815         }
816         vb->dirty += 1UL << order;
817         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
818                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
819                 spin_unlock(&vb->lock);
820                 free_vmap_block(vb);
821         } else
822                 spin_unlock(&vb->lock);
823 }
824
825 /**
826  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
827  *
828  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
829  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
830  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
831  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
832  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
833  *
834  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
835  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
836  * from the vmap layer.
837  */
838 void vm_unmap_aliases(void)
839 {
840         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
841         int cpu;
842         int flush = 0;
843
844         if (unlikely(!vmap_initialized))
845                 return;
846
847         for_each_possible_cpu(cpu) {
848                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
849                 struct vmap_block *vb;
850
851                 rcu_read_lock();
852                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
853                         int i;
854
855                         spin_lock(&vb->lock);
856                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
857                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
858                                 unsigned long s, e;
859                                 int j;
860                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
861                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
862
863                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
864                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
865                                 vunmap_page_range(s, e);
866                                 flush = 1;
867
868                                 if (s < start)
869                                         start = s;
870                                 if (e > end)
871                                         end = e;
872
873                                 i = j;
874                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
875                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
876                         }
877                         spin_unlock(&vb->lock);
878                 }
879                 rcu_read_unlock();
880         }
881
882         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
885
886 /**
887  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
888  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
889  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
890  */
891 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
892 {
893         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
894         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
895
896         BUG_ON(!addr);
897         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
898         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
899         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
900
901         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
902
903         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
904                 vb_free(mem, size);
905         else
906                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
909
910 /**
911  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
912  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
913  * @count: number of pages
914  * @node: prefer to allocate data structures on this node
915  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
916  *
917  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
918  */
919 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
920 {
921         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
922         unsigned long addr;
923         void *mem;
924
925         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
926                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
927                 if (IS_ERR(mem))
928                         return NULL;
929                 addr = (unsigned long)mem;
930         } else {
931                 struct vmap_area *va;
932                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
933                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
934                 if (IS_ERR(va))
935                         return NULL;
936
937                 addr = va->va_start;
938                 mem = (void *)addr;
939         }
940         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
941                 vm_unmap_ram(mem, count);
942                 return NULL;
943         }
944         return mem;
945 }
946 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
947
948 void __init vmalloc_init(void)
949 {
950         int i;
951
952         for_each_possible_cpu(i) {
953                 struct vmap_block_queue *vbq;
954
955                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
956                 spin_lock_init(&vbq->lock);
957                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
958                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
959                 vbq->nr_dirty = 0;
960         }
961
962         vmap_initialized = true;
963 }
964
965 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
966 {
967         unsigned long end = addr + size;
968         vunmap_page_range(addr, end);
969         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
970 }
971
972 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
973 {
974         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
975         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
976         int err;
977
978         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
979         if (err > 0) {
980                 *pages += err;
981                 err = 0;
982         }
983
984         return err;
985 }
986 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
987
988 /*** Old vmalloc interfaces ***/
989 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
990 struct vm_struct *vmlist;
991
992 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
993                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
994                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
995 {
996         static struct vmap_area *va;
997         struct vm_struct *area;
998         struct vm_struct *tmp, **p;
999         unsigned long align = 1;
1000
1001         BUG_ON(in_interrupt());
1002         if (flags & VM_IOREMAP) {
1003                 int bit = fls(size);
1004
1005                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1006                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1007                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1008                         bit = PAGE_SHIFT;
1009
1010                 align = 1ul << bit;
1011         }
1012
1013         size = PAGE_ALIGN(size);
1014         if (unlikely(!size))
1015                 return NULL;
1016
1017         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1018         if (unlikely(!area))
1019                 return NULL;
1020
1021         /*
1022          * We always allocate a guard page.
1023          */
1024         size += PAGE_SIZE;
1025
1026         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1027         if (IS_ERR(va)) {
1028                 kfree(area);
1029                 return NULL;
1030         }
1031
1032         area->flags = flags;
1033         area->addr = (void *)va->va_start;
1034         area->size = size;
1035         area->pages = NULL;
1036         area->nr_pages = 0;
1037         area->phys_addr = 0;
1038         area->caller = caller;
1039         va->private = area;
1040         va->flags |= VM_VM_AREA;
1041
1042         write_lock(&vmlist_lock);
1043         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1044                 if (tmp->addr >= area->addr)
1045                         break;
1046         }
1047         area->next = *p;
1048         *p = area;
1049         write_unlock(&vmlist_lock);
1050
1051         return area;
1052 }
1053
1054 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1055                                 unsigned long start, unsigned long end)
1056 {
1057         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1058                                                 __builtin_return_address(0));
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1061
1062 /**
1063  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1064  *      @size:          size of the area
1065  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1066  *
1067  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1068  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1069  *      on success or %NULL on failure.
1070  */
1071 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1072 {
1073         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1074                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1075 }
1076
1077 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1078                                 void *caller)
1079 {
1080         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1081                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1082 }
1083
1084 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1085                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1086 {
1087         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1088                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1089 }
1090
1091 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1092 {
1093         struct vmap_area *va;
1094
1095         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1096         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1097                 return va->private;
1098
1099         return NULL;
1100 }
1101
1102 /**
1103  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1104  *      @addr:          base address
1105  *
1106  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1107  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1108  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1109  */
1110 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1111 {
1112         struct vmap_area *va;
1113
1114         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1115         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1116                 struct vm_struct *vm = va->private;
1117                 struct vm_struct *tmp, **p;
1118                 free_unmap_vmap_area(va);
1119                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1120
1121                 write_lock(&vmlist_lock);
1122                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1123                         ;
1124                 *p = tmp->next;
1125                 write_unlock(&vmlist_lock);
1126
1127                 return vm;
1128         }
1129         return NULL;
1130 }
1131
1132 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1133 {
1134         struct vm_struct *area;
1135
1136         if (!addr)
1137                 return;
1138
1139         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1140                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1141                 return;
1142         }
1143
1144         area = remove_vm_area(addr);
1145         if (unlikely(!area)) {
1146                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1147                                 addr);
1148                 return;
1149         }
1150
1151         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1152         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1153
1154         if (deallocate_pages) {
1155                 int i;
1156
1157                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1158                         struct page *page = area->pages[i];
1159
1160                         BUG_ON(!page);
1161                         __free_page(page);
1162                 }
1163
1164                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1165                         vfree(area->pages);
1166                 else
1167                         kfree(area->pages);
1168         }
1169
1170         kfree(area);
1171         return;
1172 }
1173
1174 /**
1175  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1176  *      @addr:          memory base address
1177  *
1178  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1179  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1180  *      NULL, no operation is performed.
1181  *
1182  *      Must not be called in interrupt context.
1183  */
1184 void vfree(const void *addr)
1185 {
1186         BUG_ON(in_interrupt());
1187         __vunmap(addr, 1);
1188 }
1189 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1190
1191 /**
1192  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1193  *      @addr:          memory base address
1194  *
1195  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1196  *      which was created from the page array passed to vmap().
1197  *
1198  *      Must not be called in interrupt context.
1199  */
1200 void vunmap(const void *addr)
1201 {
1202         BUG_ON(in_interrupt());
1203         __vunmap(addr, 0);
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1206
1207 /**
1208  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1209  *      @pages:         array of page pointers
1210  *      @count:         number of pages to map
1211  *      @flags:         vm_area->flags
1212  *      @prot:          page protection for the mapping
1213  *
1214  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1215  *      space.
1216  */
1217 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1218                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1219 {
1220         struct vm_struct *area;
1221
1222         if (count > num_physpages)
1223                 return NULL;
1224
1225         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1226                                         __builtin_return_address(0));
1227         if (!area)
1228                 return NULL;
1229
1230         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1231                 vunmap(area->addr);
1232                 return NULL;
1233         }
1234
1235         return area->addr;
1236 }
1237 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1238
1239 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1240                             int node, void *caller);
1241 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1242                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1243 {
1244         struct page **pages;
1245         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1246
1247         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1248         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1249
1250         area->nr_pages = nr_pages;
1251         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1252         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1253                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1254                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1255                 area->flags |= VM_VPAGES;
1256         } else {
1257                 pages = kmalloc_node(array_size,
1258                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1259                                 node);
1260         }
1261         area->pages = pages;
1262         area->caller = caller;
1263         if (!area->pages) {
1264                 remove_vm_area(area->addr);
1265                 kfree(area);
1266                 return NULL;
1267         }
1268
1269         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1270                 struct page *page;
1271
1272                 if (node < 0)
1273                         page = alloc_page(gfp_mask);
1274                 else
1275                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1276
1277                 if (unlikely(!page)) {
1278                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1279                         area->nr_pages = i;
1280                         goto fail;
1281                 }
1282                 area->pages[i] = page;
1283         }
1284
1285         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1286                 goto fail;
1287         return area->addr;
1288
1289 fail:
1290         vfree(area->addr);
1291         return NULL;
1292 }
1293
1294 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1295 {
1296         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1297                                         __builtin_return_address(0));
1298 }
1299
1300 /**
1301  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1302  *      @size:          allocation size
1303  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1304  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1305  *      @node:          node to use for allocation or -1
1306  *      @caller:        caller's return address
1307  *
1308  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1309  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1310  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1311  */
1312 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1313                                                 int node, void *caller)
1314 {
1315         struct vm_struct *area;
1316
1317         size = PAGE_ALIGN(size);
1318         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1319                 return NULL;
1320
1321         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1322                                                 node, gfp_mask, caller);
1323
1324         if (!area)
1325                 return NULL;
1326
1327         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1328 }
1329
1330 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1331 {
1332         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1333                                 __builtin_return_address(0));
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1336
1337 /**
1338  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1339  *      @size:          allocation size
1340  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1341  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1342  *
1343  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1344  *      use __vmalloc() instead.
1345  */
1346 void *vmalloc(unsigned long size)
1347 {
1348         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1349                                         -1, __builtin_return_address(0));
1350 }
1351 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1352
1353 /**
1354  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1355  * @size: allocation size
1356  *
1357  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1358  * without leaking data.
1359  */
1360 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1361 {
1362         struct vm_struct *area;
1363         void *ret;
1364
1365         ret = __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1366         if (ret) {
1367                 area = find_vm_area(ret);
1368                 area->flags |= VM_USERMAP;
1369         }
1370         return ret;
1371 }
1372 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1373
1374 /**
1375  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1376  *      @size:          allocation size
1377  *      @node:          numa node
1378  *
1379  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1380  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1381  *
1382  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1383  *      use __vmalloc() instead.
1384  */
1385 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1386 {
1387         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1388                                         node, __builtin_return_address(0));
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1391
1392 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1393 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1394 #endif
1395
1396 /**
1397  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1398  *      @size:          allocation size
1399  *
1400  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1401  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1402  *      executable kernel virtual space.
1403  *
1404  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1405  *      use __vmalloc() instead.
1406  */
1407
1408 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1409 {
1410         return __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC);
1411 }
1412
1413 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1414 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1415 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1416 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1417 #else
1418 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1419 #endif
1420
1421 /**
1422  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1423  *      @size:          allocation size
1424  *
1425  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1426  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1427  */
1428 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1429 {
1430         return __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL);
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1433
1434 /**
1435  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1436  *      @size:          allocation size
1437  *
1438  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1439  * mapped to userspace without leaking data.
1440  */
1441 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1442 {
1443         struct vm_struct *area;
1444         void *ret;
1445
1446         ret = __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1447         if (ret) {
1448                 area = find_vm_area(ret);
1449                 area->flags |= VM_USERMAP;
1450         }
1451         return ret;
1452 }
1453 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1454
1455 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1456 {
1457         struct vm_struct *tmp;
1458         char *vaddr, *buf_start = buf;
1459         unsigned long n;
1460
1461         /* Don't allow overflow */
1462         if ((unsigned long) addr + count < count)
1463                 count = -(unsigned long) addr;
1464
1465         read_lock(&vmlist_lock);
1466         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1467                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1468                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1469                         continue;
1470                 while (addr < vaddr) {
1471                         if (count == 0)
1472                                 goto finished;
1473                         *buf = '\0';
1474                         buf++;
1475                         addr++;
1476                         count--;
1477                 }
1478                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1479                 do {
1480                         if (count == 0)
1481                                 goto finished;
1482                         *buf = *addr;
1483                         buf++;
1484                         addr++;
1485                         count--;
1486                 } while (--n > 0);
1487         }
1488 finished:
1489         read_unlock(&vmlist_lock);
1490         return buf - buf_start;
1491 }
1492
1493 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1494 {
1495         struct vm_struct *tmp;
1496         char *vaddr, *buf_start = buf;
1497         unsigned long n;
1498
1499         /* Don't allow overflow */
1500         if ((unsigned long) addr + count < count)
1501                 count = -(unsigned long) addr;
1502
1503         read_lock(&vmlist_lock);
1504         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1505                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1506                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1507                         continue;
1508                 while (addr < vaddr) {
1509                         if (count == 0)
1510                                 goto finished;
1511                         buf++;
1512                         addr++;
1513                         count--;
1514                 }
1515                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1516                 do {
1517                         if (count == 0)
1518                                 goto finished;
1519                         *addr = *buf;
1520                         buf++;
1521                         addr++;
1522                         count--;
1523                 } while (--n > 0);
1524         }
1525 finished:
1526         read_unlock(&vmlist_lock);
1527         return buf - buf_start;
1528 }
1529
1530 /**
1531  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1532  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1533  *      @addr:          vmalloc memory
1534  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1535  *
1536  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1537  *
1538  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1539  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1540  *      that criteria isn't met.
1541  *
1542  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1543  */
1544 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1545                                                 unsigned long pgoff)
1546 {
1547         struct vm_struct *area;
1548         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1549         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1550
1551         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1552                 return -EINVAL;
1553
1554         area = find_vm_area(addr);
1555         if (!area)
1556                 return -EINVAL;
1557
1558         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1559                 return -EINVAL;
1560
1561         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1562                 return -EINVAL;
1563
1564         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1565         do {
1566                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1567                 int ret;
1568
1569                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1570                 if (ret)
1571                         return ret;
1572
1573                 uaddr += PAGE_SIZE;
1574                 addr += PAGE_SIZE;
1575                 usize -= PAGE_SIZE;
1576         } while (usize > 0);
1577
1578         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1579         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1580
1581         return 0;
1582 }
1583 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1584
1585 /*
1586  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1587  * have one.
1588  */
1589 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1590 {
1591 }
1592
1593
1594 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1595 {
1596         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 /**
1601  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1602  *      @size:          size of the area
1603  *
1604  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1605  *
1606  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1607  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1608  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1609  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1610  *      processes.
1611  */
1612 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1613 {
1614         struct vm_struct *area;
1615
1616         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1617                                 __builtin_return_address(0));
1618         if (area == NULL)
1619                 return NULL;
1620
1621         /*
1622          * This ensures that page tables are constructed for this region
1623          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1624          */
1625         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1626                                 area->size, f, NULL)) {
1627                 free_vm_area(area);
1628                 return NULL;
1629         }
1630
1631         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1632            mappings */
1633         vmalloc_sync_all();
1634
1635         return area;
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1638
1639 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1640 {
1641         struct vm_struct *ret;
1642         ret = remove_vm_area(area->addr);
1643         BUG_ON(ret != area);
1644         kfree(area);
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1647
1648
1649 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1650 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1651 {
1652         loff_t n = *pos;
1653         struct vm_struct *v;
1654
1655         read_lock(&vmlist_lock);
1656         v = vmlist;
1657         while (n > 0 && v) {
1658                 n--;
1659                 v = v->next;
1660         }
1661         if (!n)
1662                 return v;
1663
1664         return NULL;
1665
1666 }
1667
1668 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1669 {
1670         struct vm_struct *v = p;
1671
1672         ++*pos;
1673         return v->next;
1674 }
1675
1676 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1677 {
1678         read_unlock(&vmlist_lock);
1679 }
1680
1681 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1682 {
1683         if (NUMA_BUILD) {
1684                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1685
1686                 if (!counters)
1687                         return;
1688
1689                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1690
1691                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1692                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1693
1694                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1695                         if (counters[nr])
1696                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1697         }
1698 }
1699
1700 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1701 {
1702         struct vm_struct *v = p;
1703
1704         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1705                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1706
1707         if (v->caller) {
1708                 char buff[2 * KSYM_NAME_LEN];
1709
1710                 seq_putc(m, ' ');
1711                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1712                 seq_puts(m, buff);
1713         }
1714
1715         if (v->nr_pages)
1716                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1717
1718         if (v->phys_addr)
1719                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1720
1721         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1722                 seq_printf(m, " ioremap");
1723
1724         if (v->flags & VM_ALLOC)
1725                 seq_printf(m, " vmalloc");
1726
1727         if (v->flags & VM_MAP)
1728                 seq_printf(m, " vmap");
1729
1730         if (v->flags & VM_USERMAP)
1731                 seq_printf(m, " user");
1732
1733         if (v->flags & VM_VPAGES)
1734                 seq_printf(m, " vpages");
1735
1736         show_numa_info(m, v);
1737         seq_putc(m, '\n');
1738         return 0;
1739 }
1740
1741 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1742         .start = s_start,
1743         .next = s_next,
1744         .stop = s_stop,
1745         .show = s_show,
1746 };
1747
1748 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1749 {
1750         unsigned int *ptr = NULL;
1751         int ret;
1752
1753         if (NUMA_BUILD)
1754                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1755         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1756         if (!ret) {
1757                 struct seq_file *m = file->private_data;
1758                 m->private = ptr;
1759         } else
1760                 kfree(ptr);
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1765         .open           = vmalloc_open,
1766         .read           = seq_read,
1767         .llseek         = seq_lseek,
1768         .release        = seq_release_private,
1769 };
1770
1771 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1772 {
1773         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1774         return 0;
1775 }
1776 module_init(proc_vmalloc_init);
1777 #endif
1778