ba6b0f5f7fac6dcce7a9e8a7c71f00e0e691d193
[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         addr = ALIGN(vstart, align);
328
329         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
330                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
331         if (unlikely(!va))
332                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
333
334 retry:
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.
526  */
527 static void purge_vmap_area_lazy(void)
528 {
529         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
530
531         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
532 }
533
534 /*
535  * Free and unmap a vmap area
536  */
537 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
538 {
539         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
540         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
541         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
542                 purge_vmap_area_lazy();
543 }
544
545 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
546 {
547         struct vmap_area *va;
548
549         spin_lock(&vmap_area_lock);
550         va = __find_vmap_area(addr);
551         spin_unlock(&vmap_area_lock);
552
553         return va;
554 }
555
556 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
557 {
558         struct vmap_area *va;
559
560         va = find_vmap_area(addr);
561         BUG_ON(!va);
562         free_unmap_vmap_area(va);
563 }
564
565
566 /*** Per cpu kva allocator ***/
567
568 /*
569  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
570  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
571  */
572 /*
573  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
574  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
575  * instead (we just need a rough idea)
576  */
577 #if BITS_PER_LONG == 32
578 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
579 #else
580 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
581 #endif
582
583 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
584 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
585 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
586 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
587 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
588 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
589 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
590                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
591                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
592
593 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
594
595 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
596
597 struct vmap_block_queue {
598         spinlock_t lock;
599         struct list_head free;
600         struct list_head dirty;
601         unsigned int nr_dirty;
602 };
603
604 struct vmap_block {
605         spinlock_t lock;
606         struct vmap_area *va;
607         struct vmap_block_queue *vbq;
608         unsigned long free, dirty;
609         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
610         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
611         union {
612                 struct {
613                         struct list_head free_list;
614                         struct list_head dirty_list;
615                 };
616                 struct rcu_head rcu_head;
617         };
618 };
619
620 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
621 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
622
623 /*
624  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
625  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
626  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
627  */
628 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
629 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
630
631 /*
632  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
633  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
634  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
635  * big problem.
636  */
637
638 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
639 {
640         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
641         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
642         return addr;
643 }
644
645 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
646 {
647         struct vmap_block_queue *vbq;
648         struct vmap_block *vb;
649         struct vmap_area *va;
650         unsigned long vb_idx;
651         int node, err;
652
653         node = numa_node_id();
654
655         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
656                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
657         if (unlikely(!vb))
658                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
659
660         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
661                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
662                                         node, gfp_mask);
663         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
664                 kfree(vb);
665                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
666         }
667
668         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
669         if (unlikely(err)) {
670                 kfree(vb);
671                 free_vmap_area(va);
672                 return ERR_PTR(err);
673         }
674
675         spin_lock_init(&vb->lock);
676         vb->va = va;
677         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
678         vb->dirty = 0;
679         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
680         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
681         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
682         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
683
684         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
685         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
686         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
687         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
688         BUG_ON(err);
689         radix_tree_preload_end();
690
691         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
692         vb->vbq = vbq;
693         spin_lock(&vbq->lock);
694         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
695         spin_unlock(&vbq->lock);
696         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
697
698         return vb;
699 }
700
701 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
702 {
703         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
704
705         kfree(vb);
706 }
707
708 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
709 {
710         struct vmap_block *tmp;
711         unsigned long vb_idx;
712
713         spin_lock(&vb->vbq->lock);
714         if (!list_empty(&vb->free_list))
715                 list_del(&vb->free_list);
716         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
717                 list_del(&vb->dirty_list);
718         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
719
720         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
721         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
722         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
723         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
724         BUG_ON(tmp != vb);
725
726         free_unmap_vmap_area(vb->va);
727         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
728 }
729
730 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
731 {
732         struct vmap_block_queue *vbq;
733         struct vmap_block *vb;
734         unsigned long addr = 0;
735         unsigned int order;
736
737         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
738         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
739         order = get_order(size);
740
741 again:
742         rcu_read_lock();
743         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
744         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
745                 int i;
746
747                 spin_lock(&vb->lock);
748                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
749                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
750
751                 if (i >= 0) {
752                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
753                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
754                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
755                         vb->free -= 1UL << order;
756                         if (vb->free == 0) {
757                                 spin_lock(&vbq->lock);
758                                 list_del_init(&vb->free_list);
759                                 spin_unlock(&vbq->lock);
760                         }
761                         spin_unlock(&vb->lock);
762                         break;
763                 }
764                 spin_unlock(&vb->lock);
765         }
766         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
767         rcu_read_unlock();
768
769         if (!addr) {
770                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
771                 if (IS_ERR(vb))
772                         return vb;
773                 goto again;
774         }
775
776         return (void *)addr;
777 }
778
779 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
780 {
781         unsigned long offset;
782         unsigned long vb_idx;
783         unsigned int order;
784         struct vmap_block *vb;
785
786         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
787         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
788         order = get_order(size);
789
790         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
791
792         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
793         rcu_read_lock();
794         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
795         rcu_read_unlock();
796         BUG_ON(!vb);
797
798         spin_lock(&vb->lock);
799         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
800         if (!vb->dirty) {
801                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
802                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
803                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
804         }
805         vb->dirty += 1UL << order;
806         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
807                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
808                 spin_unlock(&vb->lock);
809                 free_vmap_block(vb);
810         } else
811                 spin_unlock(&vb->lock);
812 }
813
814 /**
815  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
816  *
817  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
818  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
819  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
820  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
821  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
822  *
823  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
824  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
825  * from the vmap layer.
826  */
827 void vm_unmap_aliases(void)
828 {
829         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
830         int cpu;
831         int flush = 0;
832
833         if (unlikely(!vmap_initialized))
834                 return;
835
836         for_each_possible_cpu(cpu) {
837                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
838                 struct vmap_block *vb;
839
840                 rcu_read_lock();
841                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
842                         int i;
843
844                         spin_lock(&vb->lock);
845                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
846                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
847                                 unsigned long s, e;
848                                 int j;
849                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
850                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
851
852                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
853                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
854                                 vunmap_page_range(s, e);
855                                 flush = 1;
856
857                                 if (s < start)
858                                         start = s;
859                                 if (e > end)
860                                         end = e;
861
862                                 i = j;
863                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
864                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
865                         }
866                         spin_unlock(&vb->lock);
867                 }
868                 rcu_read_unlock();
869         }
870
871         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
872 }
873 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
874
875 /**
876  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
877  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
878  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
879  */
880 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
881 {
882         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
883         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
884
885         BUG_ON(!addr);
886         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
887         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
888         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
889
890         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
891
892         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
893                 vb_free(mem, size);
894         else
895                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
896 }
897 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
898
899 /**
900  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
901  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
902  * @count: number of pages
903  * @node: prefer to allocate data structures on this node
904  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
905  *
906  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
907  */
908 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
909 {
910         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
911         unsigned long addr;
912         void *mem;
913
914         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
915                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
916                 if (IS_ERR(mem))
917                         return NULL;
918                 addr = (unsigned long)mem;
919         } else {
920                 struct vmap_area *va;
921                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
922                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
923                 if (IS_ERR(va))
924                         return NULL;
925
926                 addr = va->va_start;
927                 mem = (void *)addr;
928         }
929         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
930                 vm_unmap_ram(mem, count);
931                 return NULL;
932         }
933         return mem;
934 }
935 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
936
937 void __init vmalloc_init(void)
938 {
939         int i;
940
941         for_each_possible_cpu(i) {
942                 struct vmap_block_queue *vbq;
943
944                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
945                 spin_lock_init(&vbq->lock);
946                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
947                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
948                 vbq->nr_dirty = 0;
949         }
950
951         vmap_initialized = true;
952 }
953
954 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
955 {
956         unsigned long end = addr + size;
957         vunmap_page_range(addr, end);
958         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
959 }
960
961 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
962 {
963         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
964         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
965         int err;
966
967         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
968         if (err > 0) {
969                 *pages += err;
970                 err = 0;
971         }
972
973         return err;
974 }
975 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
976
977 /*** Old vmalloc interfaces ***/
978 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
979 struct vm_struct *vmlist;
980
981 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
982                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
983                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
984 {
985         static struct vmap_area *va;
986         struct vm_struct *area;
987         struct vm_struct *tmp, **p;
988         unsigned long align = 1;
989
990         BUG_ON(in_interrupt());
991         if (flags & VM_IOREMAP) {
992                 int bit = fls(size);
993
994                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
995                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
996                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
997                         bit = PAGE_SHIFT;
998
999                 align = 1ul << bit;
1000         }
1001
1002         size = PAGE_ALIGN(size);
1003         if (unlikely(!size))
1004                 return NULL;
1005
1006         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1007         if (unlikely(!area))
1008                 return NULL;
1009
1010         /*
1011          * We always allocate a guard page.
1012          */
1013         size += PAGE_SIZE;
1014
1015         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1016         if (IS_ERR(va)) {
1017                 kfree(area);
1018                 return NULL;
1019         }
1020
1021         area->flags = flags;
1022         area->addr = (void *)va->va_start;
1023         area->size = size;
1024         area->pages = NULL;
1025         area->nr_pages = 0;
1026         area->phys_addr = 0;
1027         area->caller = caller;
1028         va->private = area;
1029         va->flags |= VM_VM_AREA;
1030
1031         write_lock(&vmlist_lock);
1032         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1033                 if (tmp->addr >= area->addr)
1034                         break;
1035         }
1036         area->next = *p;
1037         *p = area;
1038         write_unlock(&vmlist_lock);
1039
1040         return area;
1041 }
1042
1043 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1044                                 unsigned long start, unsigned long end)
1045 {
1046         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1047                                                 __builtin_return_address(0));
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1050
1051 /**
1052  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1053  *      @size:          size of the area
1054  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1055  *
1056  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1057  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1058  *      on success or %NULL on failure.
1059  */
1060 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1061 {
1062         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1063                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1064 }
1065
1066 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1067                                 void *caller)
1068 {
1069         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1070                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1071 }
1072
1073 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1074                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1075 {
1076         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1077                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1078 }
1079
1080 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1081 {
1082         struct vmap_area *va;
1083
1084         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1085         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1086                 return va->private;
1087
1088         return NULL;
1089 }
1090
1091 /**
1092  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1093  *      @addr:          base address
1094  *
1095  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1096  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1097  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1098  */
1099 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1100 {
1101         struct vmap_area *va;
1102
1103         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1104         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1105                 struct vm_struct *vm = va->private;
1106                 struct vm_struct *tmp, **p;
1107                 free_unmap_vmap_area(va);
1108                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1109
1110                 write_lock(&vmlist_lock);
1111                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1112                         ;
1113                 *p = tmp->next;
1114                 write_unlock(&vmlist_lock);
1115
1116                 return vm;
1117         }
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1122 {
1123         struct vm_struct *area;
1124
1125         if (!addr)
1126                 return;
1127
1128         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1129                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1130                 return;
1131         }
1132
1133         area = remove_vm_area(addr);
1134         if (unlikely(!area)) {
1135                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1136                                 addr);
1137                 return;
1138         }
1139
1140         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1141         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1142
1143         if (deallocate_pages) {
1144                 int i;
1145
1146                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1147                         struct page *page = area->pages[i];
1148
1149                         BUG_ON(!page);
1150                         __free_page(page);
1151                 }
1152
1153                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1154                         vfree(area->pages);
1155                 else
1156                         kfree(area->pages);
1157         }
1158
1159         kfree(area);
1160         return;
1161 }
1162
1163 /**
1164  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1165  *      @addr:          memory base address
1166  *
1167  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1168  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1169  *      NULL, no operation is performed.
1170  *
1171  *      Must not be called in interrupt context.
1172  */
1173 void vfree(const void *addr)
1174 {
1175         BUG_ON(in_interrupt());
1176         __vunmap(addr, 1);
1177 }
1178 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1179
1180 /**
1181  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1182  *      @addr:          memory base address
1183  *
1184  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1185  *      which was created from the page array passed to vmap().
1186  *
1187  *      Must not be called in interrupt context.
1188  */
1189 void vunmap(const void *addr)
1190 {
1191         BUG_ON(in_interrupt());
1192         __vunmap(addr, 0);
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1195
1196 /**
1197  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1198  *      @pages:         array of page pointers
1199  *      @count:         number of pages to map
1200  *      @flags:         vm_area->flags
1201  *      @prot:          page protection for the mapping
1202  *
1203  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1204  *      space.
1205  */
1206 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1207                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1208 {
1209         struct vm_struct *area;
1210
1211         if (count > num_physpages)
1212                 return NULL;
1213
1214         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1215                                         __builtin_return_address(0));
1216         if (!area)
1217                 return NULL;
1218
1219         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1220                 vunmap(area->addr);
1221                 return NULL;
1222         }
1223
1224         return area->addr;
1225 }
1226 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1227
1228 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1229                             int node, void *caller);
1230 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1231                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1232 {
1233         struct page **pages;
1234         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1235
1236         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1237         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1238
1239         area->nr_pages = nr_pages;
1240         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1241         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1242                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1243                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1244                 area->flags |= VM_VPAGES;
1245         } else {
1246                 pages = kmalloc_node(array_size,
1247                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1248                                 node);
1249         }
1250         area->pages = pages;
1251         area->caller = caller;
1252         if (!area->pages) {
1253                 remove_vm_area(area->addr);
1254                 kfree(area);
1255                 return NULL;
1256         }
1257
1258         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1259                 struct page *page;
1260
1261                 if (node < 0)
1262                         page = alloc_page(gfp_mask);
1263                 else
1264                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1265
1266                 if (unlikely(!page)) {
1267                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1268                         area->nr_pages = i;
1269                         goto fail;
1270                 }
1271                 area->pages[i] = page;
1272         }
1273
1274         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1275                 goto fail;
1276         return area->addr;
1277
1278 fail:
1279         vfree(area->addr);
1280         return NULL;
1281 }
1282
1283 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1284 {
1285         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1286                                         __builtin_return_address(0));
1287 }
1288
1289 /**
1290  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1291  *      @size:          allocation size
1292  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1293  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1294  *      @node:          node to use for allocation or -1
1295  *      @caller:        caller's return address
1296  *
1297  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1298  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1299  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1300  */
1301 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1302                                                 int node, void *caller)
1303 {
1304         struct vm_struct *area;
1305
1306         size = PAGE_ALIGN(size);
1307         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1308                 return NULL;
1309
1310         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1311                                                 node, gfp_mask, caller);
1312
1313         if (!area)
1314                 return NULL;
1315
1316         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1317 }
1318
1319 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1320 {
1321         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1322                                 __builtin_return_address(0));
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1325
1326 /**
1327  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1328  *      @size:          allocation size
1329  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1330  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1331  *
1332  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1333  *      use __vmalloc() instead.
1334  */
1335 void *vmalloc(unsigned long size)
1336 {
1337         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1338                                         -1, __builtin_return_address(0));
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1341
1342 /**
1343  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1344  * @size: allocation size
1345  *
1346  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1347  * without leaking data.
1348  */
1349 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1350 {
1351         struct vm_struct *area;
1352         void *ret;
1353
1354         ret = __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1355         if (ret) {
1356                 area = find_vm_area(ret);
1357                 area->flags |= VM_USERMAP;
1358         }
1359         return ret;
1360 }
1361 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1362
1363 /**
1364  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1365  *      @size:          allocation size
1366  *      @node:          numa node
1367  *
1368  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1369  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1370  *
1371  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1372  *      use __vmalloc() instead.
1373  */
1374 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1375 {
1376         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1377                                         node, __builtin_return_address(0));
1378 }
1379 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1380
1381 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1382 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1383 #endif
1384
1385 /**
1386  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1387  *      @size:          allocation size
1388  *
1389  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1390  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1391  *      executable kernel virtual space.
1392  *
1393  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1394  *      use __vmalloc() instead.
1395  */
1396
1397 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1398 {
1399         return __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC);
1400 }
1401
1402 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1403 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1404 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1405 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1406 #else
1407 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1408 #endif
1409
1410 /**
1411  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1412  *      @size:          allocation size
1413  *
1414  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1415  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1416  */
1417 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1418 {
1419         return __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL);
1420 }
1421 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1422
1423 /**
1424  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1425  *      @size:          allocation size
1426  *
1427  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1428  * mapped to userspace without leaking data.
1429  */
1430 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1431 {
1432         struct vm_struct *area;
1433         void *ret;
1434
1435         ret = __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1436         if (ret) {
1437                 area = find_vm_area(ret);
1438                 area->flags |= VM_USERMAP;
1439         }
1440         return ret;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1443
1444 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1445 {
1446         struct vm_struct *tmp;
1447         char *vaddr, *buf_start = buf;
1448         unsigned long n;
1449
1450         /* Don't allow overflow */
1451         if ((unsigned long) addr + count < count)
1452                 count = -(unsigned long) addr;
1453
1454         read_lock(&vmlist_lock);
1455         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1456                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1457                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1458                         continue;
1459                 while (addr < vaddr) {
1460                         if (count == 0)
1461                                 goto finished;
1462                         *buf = '\0';
1463                         buf++;
1464                         addr++;
1465                         count--;
1466                 }
1467                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1468                 do {
1469                         if (count == 0)
1470                                 goto finished;
1471                         *buf = *addr;
1472                         buf++;
1473                         addr++;
1474                         count--;
1475                 } while (--n > 0);
1476         }
1477 finished:
1478         read_unlock(&vmlist_lock);
1479         return buf - buf_start;
1480 }
1481
1482 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1483 {
1484         struct vm_struct *tmp;
1485         char *vaddr, *buf_start = buf;
1486         unsigned long n;
1487
1488         /* Don't allow overflow */
1489         if ((unsigned long) addr + count < count)
1490                 count = -(unsigned long) addr;
1491
1492         read_lock(&vmlist_lock);
1493         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1494                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1495                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1496                         continue;
1497                 while (addr < vaddr) {
1498                         if (count == 0)
1499                                 goto finished;
1500                         buf++;
1501                         addr++;
1502                         count--;
1503                 }
1504                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1505                 do {
1506                         if (count == 0)
1507                                 goto finished;
1508                         *addr = *buf;
1509                         buf++;
1510                         addr++;
1511                         count--;
1512                 } while (--n > 0);
1513         }
1514 finished:
1515         read_unlock(&vmlist_lock);
1516         return buf - buf_start;
1517 }
1518
1519 /**
1520  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1521  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1522  *      @addr:          vmalloc memory
1523  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1524  *
1525  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1526  *
1527  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1528  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1529  *      that criteria isn't met.
1530  *
1531  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1532  */
1533 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1534                                                 unsigned long pgoff)
1535 {
1536         struct vm_struct *area;
1537         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1538         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1539
1540         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1541                 return -EINVAL;
1542
1543         area = find_vm_area(addr);
1544         if (!area)
1545                 return -EINVAL;
1546
1547         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1548                 return -EINVAL;
1549
1550         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1551                 return -EINVAL;
1552
1553         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1554         do {
1555                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1556                 int ret;
1557
1558                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1559                 if (ret)
1560                         return ret;
1561
1562                 uaddr += PAGE_SIZE;
1563                 addr += PAGE_SIZE;
1564                 usize -= PAGE_SIZE;
1565         } while (usize > 0);
1566
1567         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1568         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1569
1570         return 0;
1571 }
1572 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1573
1574 /*
1575  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1576  * have one.
1577  */
1578 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1579 {
1580 }
1581
1582
1583 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1584 {
1585         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1586         return 0;
1587 }
1588
1589 /**
1590  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1591  *      @size:          size of the area
1592  *
1593  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1594  *
1595  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1596  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1597  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1598  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1599  *      processes.
1600  */
1601 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1602 {
1603         struct vm_struct *area;
1604
1605         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1606                                 __builtin_return_address(0));
1607         if (area == NULL)
1608                 return NULL;
1609
1610         /*
1611          * This ensures that page tables are constructed for this region
1612          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1613          */
1614         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1615                                 area->size, f, NULL)) {
1616                 free_vm_area(area);
1617                 return NULL;
1618         }
1619
1620         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1621            mappings */
1622         vmalloc_sync_all();
1623
1624         return area;
1625 }
1626 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1627
1628 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1629 {
1630         struct vm_struct *ret;
1631         ret = remove_vm_area(area->addr);
1632         BUG_ON(ret != area);
1633         kfree(area);
1634 }
1635 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1636
1637
1638 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1639 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1640 {
1641         loff_t n = *pos;
1642         struct vm_struct *v;
1643
1644         read_lock(&vmlist_lock);
1645         v = vmlist;
1646         while (n > 0 && v) {
1647                 n--;
1648                 v = v->next;
1649         }
1650         if (!n)
1651                 return v;
1652
1653         return NULL;
1654
1655 }
1656
1657 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1658 {
1659         struct vm_struct *v = p;
1660
1661         ++*pos;
1662         return v->next;
1663 }
1664
1665 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1666 {
1667         read_unlock(&vmlist_lock);
1668 }
1669
1670 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1671 {
1672         if (NUMA_BUILD) {
1673                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1674
1675                 if (!counters)
1676                         return;
1677
1678                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1679
1680                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1681                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1682
1683                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1684                         if (counters[nr])
1685                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1686         }
1687 }
1688
1689 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1690 {
1691         struct vm_struct *v = p;
1692
1693         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1694                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1695
1696         if (v->caller) {
1697                 char buff[2 * KSYM_NAME_LEN];
1698
1699                 seq_putc(m, ' ');
1700                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1701                 seq_puts(m, buff);
1702         }
1703
1704         if (v->nr_pages)
1705                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1706
1707         if (v->phys_addr)
1708                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1709
1710         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1711                 seq_printf(m, " ioremap");
1712
1713         if (v->flags & VM_ALLOC)
1714                 seq_printf(m, " vmalloc");
1715
1716         if (v->flags & VM_MAP)
1717                 seq_printf(m, " vmap");
1718
1719         if (v->flags & VM_USERMAP)
1720                 seq_printf(m, " user");
1721
1722         if (v->flags & VM_VPAGES)
1723                 seq_printf(m, " vpages");
1724
1725         show_numa_info(m, v);
1726         seq_putc(m, '\n');
1727         return 0;
1728 }
1729
1730 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1731         .start = s_start,
1732         .next = s_next,
1733         .stop = s_stop,
1734         .show = s_show,
1735 };
1736
1737 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1738 {
1739         unsigned int *ptr = NULL;
1740         int ret;
1741
1742         if (NUMA_BUILD)
1743                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1744         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1745         if (!ret) {
1746                 struct seq_file *m = file->private_data;
1747                 m->private = ptr;
1748         } else
1749                 kfree(ptr);
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1754         .open           = vmalloc_open,
1755         .read           = seq_read,
1756         .llseek         = seq_lseek,
1757         .release        = seq_release_private,
1758 };
1759
1760 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1761 {
1762         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1763         return 0;
1764 }
1765 module_init(proc_vmalloc_init);
1766 #endif
1767