Merge branch 'tj-percpu' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/misc...
[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 #include <linux/bootmem.h>
27 #include <linux/pfn.h>
28
29 #include <asm/atomic.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include <asm/tlbflush.h>
32
33
34 /*** Page table manipulation functions ***/
35
36 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
37 {
38         pte_t *pte;
39
40         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
41         do {
42                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
43                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
44         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
45 }
46
47 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
48 {
49         pmd_t *pmd;
50         unsigned long next;
51
52         pmd = pmd_offset(pud, addr);
53         do {
54                 next = pmd_addr_end(addr, end);
55                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
56                         continue;
57                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
58         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
59 }
60
61 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
62 {
63         pud_t *pud;
64         unsigned long next;
65
66         pud = pud_offset(pgd, addr);
67         do {
68                 next = pud_addr_end(addr, end);
69                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
70                         continue;
71                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
72         } while (pud++, addr = next, addr != end);
73 }
74
75 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
76 {
77         pgd_t *pgd;
78         unsigned long next;
79
80         BUG_ON(addr >= end);
81         pgd = pgd_offset_k(addr);
82         do {
83                 next = pgd_addr_end(addr, end);
84                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
85                         continue;
86                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
87         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
88 }
89
90 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
91                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
92 {
93         pte_t *pte;
94
95         /*
96          * nr is a running index into the array which helps higher level
97          * callers keep track of where we're up to.
98          */
99
100         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
101         if (!pte)
102                 return -ENOMEM;
103         do {
104                 struct page *page = pages[*nr];
105
106                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
107                         return -EBUSY;
108                 if (WARN_ON(!page))
109                         return -ENOMEM;
110                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
111                 (*nr)++;
112         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
113         return 0;
114 }
115
116 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
117                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
118 {
119         pmd_t *pmd;
120         unsigned long next;
121
122         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
123         if (!pmd)
124                 return -ENOMEM;
125         do {
126                 next = pmd_addr_end(addr, end);
127                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
128                         return -ENOMEM;
129         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
130         return 0;
131 }
132
133 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
134                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
135 {
136         pud_t *pud;
137         unsigned long next;
138
139         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
140         if (!pud)
141                 return -ENOMEM;
142         do {
143                 next = pud_addr_end(addr, end);
144                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
145                         return -ENOMEM;
146         } while (pud++, addr = next, addr != end);
147         return 0;
148 }
149
150 /*
151  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
152  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
153  *
154  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
155  */
156 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
157                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
158 {
159         pgd_t *pgd;
160         unsigned long next;
161         unsigned long addr = start;
162         int err = 0;
163         int nr = 0;
164
165         BUG_ON(addr >= end);
166         pgd = pgd_offset_k(addr);
167         do {
168                 next = pgd_addr_end(addr, end);
169                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
170                 if (err)
171                         break;
172         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
173
174         if (unlikely(err))
175                 return err;
176         return nr;
177 }
178
179 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
180                            pgprot_t prot, struct page **pages)
181 {
182         int ret;
183
184         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
185         flush_cache_vmap(start, end);
186         return ret;
187 }
188
189 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
190 {
191         /*
192          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
193          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
194          * just put it in the vmalloc space.
195          */
196 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
197         unsigned long addr = (unsigned long)x;
198         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
199                 return 1;
200 #endif
201         return is_vmalloc_addr(x);
202 }
203
204 /*
205  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
206  */
207 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
208 {
209         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
210         struct page *page = NULL;
211         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
212
213         /*
214          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
215          * architectures that do not vmalloc module space
216          */
217         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
218
219         if (!pgd_none(*pgd)) {
220                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
221                 if (!pud_none(*pud)) {
222                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
223                         if (!pmd_none(*pmd)) {
224                                 pte_t *ptep, pte;
225
226                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
227                                 pte = *ptep;
228                                 if (pte_present(pte))
229                                         page = pte_page(pte);
230                                 pte_unmap(ptep);
231                         }
232                 }
233         }
234         return page;
235 }
236 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
237
238 /*
239  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
240  */
241 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
242 {
243         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
244 }
245 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
246
247
248 /*** Global kva allocator ***/
249
250 #define VM_LAZY_FREE    0x01
251 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
252 #define VM_VM_AREA      0x04
253
254 struct vmap_area {
255         unsigned long va_start;
256         unsigned long va_end;
257         unsigned long flags;
258         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
259         struct list_head list;          /* address sorted list */
260         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
261         void *private;
262         struct rcu_head rcu_head;
263 };
264
265 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
266 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
267 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
268
269 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
270 {
271         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
272
273         while (n) {
274                 struct vmap_area *va;
275
276                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
277                 if (addr < va->va_start)
278                         n = n->rb_left;
279                 else if (addr > va->va_start)
280                         n = n->rb_right;
281                 else
282                         return va;
283         }
284
285         return NULL;
286 }
287
288 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
289 {
290         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
291         struct rb_node *parent = NULL;
292         struct rb_node *tmp;
293
294         while (*p) {
295                 struct vmap_area *tmp;
296
297                 parent = *p;
298                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
299                 if (va->va_start < tmp->va_end)
300                         p = &(*p)->rb_left;
301                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
302                         p = &(*p)->rb_right;
303                 else
304                         BUG();
305         }
306
307         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
308         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
309
310         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
311         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
312         if (tmp) {
313                 struct vmap_area *prev;
314                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
315                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
316         } else
317                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
318 }
319
320 static void purge_vmap_area_lazy(void);
321
322 /*
323  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
324  * vstart and vend.
325  */
326 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
327                                 unsigned long align,
328                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
329                                 int node, gfp_t gfp_mask)
330 {
331         struct vmap_area *va;
332         struct rb_node *n;
333         unsigned long addr;
334         int purged = 0;
335
336         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
337
338         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
339                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
340         if (unlikely(!va))
341                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
342
343 retry:
344         addr = ALIGN(vstart, align);
345
346         spin_lock(&vmap_area_lock);
347         /* XXX: could have a last_hole cache */
348         n = vmap_area_root.rb_node;
349         if (n) {
350                 struct vmap_area *first = NULL;
351
352                 do {
353                         struct vmap_area *tmp;
354                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
355                         if (tmp->va_end >= addr) {
356                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
357                                         first = tmp;
358                                 n = n->rb_left;
359                         } else {
360                                 first = tmp;
361                                 n = n->rb_right;
362                         }
363                 } while (n);
364
365                 if (!first)
366                         goto found;
367
368                 if (first->va_end < addr) {
369                         n = rb_next(&first->rb_node);
370                         if (n)
371                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
372                         else
373                                 goto found;
374                 }
375
376                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
377                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
378
379                         n = rb_next(&first->rb_node);
380                         if (n)
381                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
382                         else
383                                 goto found;
384                 }
385         }
386 found:
387         if (addr + size > vend) {
388                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
389                 if (!purged) {
390                         purge_vmap_area_lazy();
391                         purged = 1;
392                         goto retry;
393                 }
394                 if (printk_ratelimit())
395                         printk(KERN_WARNING
396                                 "vmap allocation for size %lu failed: "
397                                 "use vmalloc=<size> to increase size.\n", size);
398                 return ERR_PTR(-EBUSY);
399         }
400
401         BUG_ON(addr & (align-1));
402
403         va->va_start = addr;
404         va->va_end = addr + size;
405         va->flags = 0;
406         __insert_vmap_area(va);
407         spin_unlock(&vmap_area_lock);
408
409         return va;
410 }
411
412 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
413 {
414         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
415
416         kfree(va);
417 }
418
419 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
420 {
421         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
422         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
423         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
424         list_del_rcu(&va->list);
425
426         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
427 }
428
429 /*
430  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
431  */
432 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
433 {
434         spin_lock(&vmap_area_lock);
435         __free_vmap_area(va);
436         spin_unlock(&vmap_area_lock);
437 }
438
439 /*
440  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
441  */
442 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
443 {
444         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
445 }
446
447 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
448 {
449         /*
450          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
451          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
452          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
453          * space after a page has been freed.
454          *
455          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
456          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
457          *
458          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
459          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
460          * faster).
461          */
462 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
463         vunmap_page_range(start, end);
464         flush_tlb_kernel_range(start, end);
465 #endif
466 }
467
468 /*
469  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
470  * before attempting to purge with a TLB flush.
471  *
472  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
473  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
474  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
475  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
476  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
477  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
478  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
479  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
480  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
481  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
482  * becomes a problem on bigger systems.
483  */
484 static unsigned long lazy_max_pages(void)
485 {
486         unsigned int log;
487
488         log = fls(num_online_cpus());
489
490         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
491 }
492
493 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
494
495 /*
496  * Purges all lazily-freed vmap areas.
497  *
498  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
499  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
500  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
501  * their own TLB flushing).
502  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
503  *              *end = max(*end, highest purged address)
504  */
505 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
506                                         int sync, int force_flush)
507 {
508         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
509         LIST_HEAD(valist);
510         struct vmap_area *va;
511         int nr = 0;
512
513         /*
514          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
515          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
516          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
517          */
518         if (!sync && !force_flush) {
519                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
520                         return;
521         } else
522                 spin_lock(&purge_lock);
523
524         rcu_read_lock();
525         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
526                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
527                         if (va->va_start < *start)
528                                 *start = va->va_start;
529                         if (va->va_end > *end)
530                                 *end = va->va_end;
531                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
532                         unmap_vmap_area(va);
533                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
534                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
535                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
536                 }
537         }
538         rcu_read_unlock();
539
540         if (nr) {
541                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
542                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
543         }
544
545         if (nr || force_flush)
546                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
547
548         if (nr) {
549                 spin_lock(&vmap_area_lock);
550                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
551                         __free_vmap_area(va);
552                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
553         }
554         spin_unlock(&purge_lock);
555 }
556
557 /*
558  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
559  * is already purging.
560  */
561 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
562 {
563         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
564
565         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
566 }
567
568 /*
569  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
570  */
571 static void purge_vmap_area_lazy(void)
572 {
573         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
574
575         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
576 }
577
578 /*
579  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
580  * called for the correct range previously.
581  */
582 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
583 {
584         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
585         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
586         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
587                 try_purge_vmap_area_lazy();
588 }
589
590 /*
591  * Free and unmap a vmap area
592  */
593 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
594 {
595         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
596         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
597 }
598
599 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
600 {
601         struct vmap_area *va;
602
603         spin_lock(&vmap_area_lock);
604         va = __find_vmap_area(addr);
605         spin_unlock(&vmap_area_lock);
606
607         return va;
608 }
609
610 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
611 {
612         struct vmap_area *va;
613
614         va = find_vmap_area(addr);
615         BUG_ON(!va);
616         free_unmap_vmap_area(va);
617 }
618
619
620 /*** Per cpu kva allocator ***/
621
622 /*
623  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
624  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
625  */
626 /*
627  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
628  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
629  * instead (we just need a rough idea)
630  */
631 #if BITS_PER_LONG == 32
632 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
633 #else
634 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
635 #endif
636
637 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
638 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
639 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
640 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
641 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
642 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
643 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
644                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
645                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
646
647 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
648
649 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
650
651 struct vmap_block_queue {
652         spinlock_t lock;
653         struct list_head free;
654         struct list_head dirty;
655         unsigned int nr_dirty;
656 };
657
658 struct vmap_block {
659         spinlock_t lock;
660         struct vmap_area *va;
661         struct vmap_block_queue *vbq;
662         unsigned long free, dirty;
663         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
664         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
665         union {
666                 struct {
667                         struct list_head free_list;
668                         struct list_head dirty_list;
669                 };
670                 struct rcu_head rcu_head;
671         };
672 };
673
674 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
675 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
676
677 /*
678  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
679  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
680  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
681  */
682 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
683 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
684
685 /*
686  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
687  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
688  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
689  * big problem.
690  */
691
692 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
693 {
694         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
695         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
696         return addr;
697 }
698
699 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
700 {
701         struct vmap_block_queue *vbq;
702         struct vmap_block *vb;
703         struct vmap_area *va;
704         unsigned long vb_idx;
705         int node, err;
706
707         node = numa_node_id();
708
709         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
710                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
711         if (unlikely(!vb))
712                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
713
714         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
715                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
716                                         node, gfp_mask);
717         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
718                 kfree(vb);
719                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
720         }
721
722         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
723         if (unlikely(err)) {
724                 kfree(vb);
725                 free_vmap_area(va);
726                 return ERR_PTR(err);
727         }
728
729         spin_lock_init(&vb->lock);
730         vb->va = va;
731         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
732         vb->dirty = 0;
733         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
734         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
735         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
736         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
737
738         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
739         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
740         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
741         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
742         BUG_ON(err);
743         radix_tree_preload_end();
744
745         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
746         vb->vbq = vbq;
747         spin_lock(&vbq->lock);
748         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
749         spin_unlock(&vbq->lock);
750         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
751
752         return vb;
753 }
754
755 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
756 {
757         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
758
759         kfree(vb);
760 }
761
762 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
763 {
764         struct vmap_block *tmp;
765         unsigned long vb_idx;
766
767         spin_lock(&vb->vbq->lock);
768         if (!list_empty(&vb->free_list))
769                 list_del(&vb->free_list);
770         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
771                 list_del(&vb->dirty_list);
772         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
773
774         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
775         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
776         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
777         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
778         BUG_ON(tmp != vb);
779
780         free_unmap_vmap_area_noflush(vb->va);
781         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
782 }
783
784 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
785 {
786         struct vmap_block_queue *vbq;
787         struct vmap_block *vb;
788         unsigned long addr = 0;
789         unsigned int order;
790
791         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
792         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
793         order = get_order(size);
794
795 again:
796         rcu_read_lock();
797         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
798         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
799                 int i;
800
801                 spin_lock(&vb->lock);
802                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
803                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
804
805                 if (i >= 0) {
806                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
807                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
808                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
809                         vb->free -= 1UL << order;
810                         if (vb->free == 0) {
811                                 spin_lock(&vbq->lock);
812                                 list_del_init(&vb->free_list);
813                                 spin_unlock(&vbq->lock);
814                         }
815                         spin_unlock(&vb->lock);
816                         break;
817                 }
818                 spin_unlock(&vb->lock);
819         }
820         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
821         rcu_read_unlock();
822
823         if (!addr) {
824                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
825                 if (IS_ERR(vb))
826                         return vb;
827                 goto again;
828         }
829
830         return (void *)addr;
831 }
832
833 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
834 {
835         unsigned long offset;
836         unsigned long vb_idx;
837         unsigned int order;
838         struct vmap_block *vb;
839
840         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
841         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
842
843         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
844
845         order = get_order(size);
846
847         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
848
849         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
850         rcu_read_lock();
851         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
852         rcu_read_unlock();
853         BUG_ON(!vb);
854
855         spin_lock(&vb->lock);
856         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
857         if (!vb->dirty) {
858                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
859                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
860                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
861         }
862         vb->dirty += 1UL << order;
863         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
864                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
865                 spin_unlock(&vb->lock);
866                 free_vmap_block(vb);
867         } else
868                 spin_unlock(&vb->lock);
869 }
870
871 /**
872  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
873  *
874  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
875  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
876  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
877  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
878  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
879  *
880  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
881  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
882  * from the vmap layer.
883  */
884 void vm_unmap_aliases(void)
885 {
886         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
887         int cpu;
888         int flush = 0;
889
890         if (unlikely(!vmap_initialized))
891                 return;
892
893         for_each_possible_cpu(cpu) {
894                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
895                 struct vmap_block *vb;
896
897                 rcu_read_lock();
898                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
899                         int i;
900
901                         spin_lock(&vb->lock);
902                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
903                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
904                                 unsigned long s, e;
905                                 int j;
906                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
907                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
908
909                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
910                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
911                                 vunmap_page_range(s, e);
912                                 flush = 1;
913
914                                 if (s < start)
915                                         start = s;
916                                 if (e > end)
917                                         end = e;
918
919                                 i = j;
920                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
921                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
922                         }
923                         spin_unlock(&vb->lock);
924                 }
925                 rcu_read_unlock();
926         }
927
928         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
931
932 /**
933  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
934  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
935  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
936  */
937 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
938 {
939         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
940         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
941
942         BUG_ON(!addr);
943         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
944         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
945         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
946
947         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
948         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
949
950         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
951                 vb_free(mem, size);
952         else
953                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
954 }
955 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
956
957 /**
958  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
959  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
960  * @count: number of pages
961  * @node: prefer to allocate data structures on this node
962  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
963  *
964  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
965  */
966 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
967 {
968         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
969         unsigned long addr;
970         void *mem;
971
972         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
973                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
974                 if (IS_ERR(mem))
975                         return NULL;
976                 addr = (unsigned long)mem;
977         } else {
978                 struct vmap_area *va;
979                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
980                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
981                 if (IS_ERR(va))
982                         return NULL;
983
984                 addr = va->va_start;
985                 mem = (void *)addr;
986         }
987         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
988                 vm_unmap_ram(mem, count);
989                 return NULL;
990         }
991         return mem;
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
994
995 /**
996  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
997  * @vm: vm_struct to register
998  * @align: requested alignment
999  *
1000  * This function is used to register kernel vm area before
1001  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1002  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1003  * vm->addr contains the allocated address.
1004  *
1005  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1006  */
1007 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1008 {
1009         static size_t vm_init_off __initdata;
1010         unsigned long addr;
1011
1012         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1013         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1014
1015         vm->addr = (void *)addr;
1016
1017         vm->next = vmlist;
1018         vmlist = vm;
1019 }
1020
1021 void __init vmalloc_init(void)
1022 {
1023         struct vmap_area *va;
1024         struct vm_struct *tmp;
1025         int i;
1026
1027         for_each_possible_cpu(i) {
1028                 struct vmap_block_queue *vbq;
1029
1030                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1031                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1032                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1033                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
1034                 vbq->nr_dirty = 0;
1035         }
1036
1037         /* Import existing vmlist entries. */
1038         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1039                 va = alloc_bootmem(sizeof(struct vmap_area));
1040                 va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
1041                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1042                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1043                 __insert_vmap_area(va);
1044         }
1045         vmap_initialized = true;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1050  * @addr: start of the VM area to map
1051  * @size: size of the VM area to map
1052  * @prot: page protection flags to use
1053  * @pages: pages to map
1054  *
1055  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1056  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1057  * friends.
1058  *
1059  * NOTE:
1060  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1061  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1062  * before calling this function.
1063  *
1064  * RETURNS:
1065  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1066  */
1067 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1068                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1069 {
1070         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1071 }
1072
1073 /**
1074  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1075  * @addr: start of the VM area to unmap
1076  * @size: size of the VM area to unmap
1077  *
1078  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1079  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1080  * friends.
1081  *
1082  * NOTE:
1083  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1084  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1085  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1086  */
1087 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1088 {
1089         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1090 }
1091
1092 /**
1093  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1094  * @addr: start of the VM area to unmap
1095  * @size: size of the VM area to unmap
1096  *
1097  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1098  * the unmapping and tlb after.
1099  */
1100 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1101 {
1102         unsigned long end = addr + size;
1103
1104         flush_cache_vunmap(addr, end);
1105         vunmap_page_range(addr, end);
1106         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1107 }
1108
1109 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1110 {
1111         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1112         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1113         int err;
1114
1115         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1116         if (err > 0) {
1117                 *pages += err;
1118                 err = 0;
1119         }
1120
1121         return err;
1122 }
1123 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1124
1125 /*** Old vmalloc interfaces ***/
1126 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
1127 struct vm_struct *vmlist;
1128
1129 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1130                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
1131                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
1132 {
1133         static struct vmap_area *va;
1134         struct vm_struct *area;
1135         struct vm_struct *tmp, **p;
1136         unsigned long align = 1;
1137
1138         BUG_ON(in_interrupt());
1139         if (flags & VM_IOREMAP) {
1140                 int bit = fls(size);
1141
1142                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1143                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1144                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1145                         bit = PAGE_SHIFT;
1146
1147                 align = 1ul << bit;
1148         }
1149
1150         size = PAGE_ALIGN(size);
1151         if (unlikely(!size))
1152                 return NULL;
1153
1154         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1155         if (unlikely(!area))
1156                 return NULL;
1157
1158         /*
1159          * We always allocate a guard page.
1160          */
1161         size += PAGE_SIZE;
1162
1163         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1164         if (IS_ERR(va)) {
1165                 kfree(area);
1166                 return NULL;
1167         }
1168
1169         area->flags = flags;
1170         area->addr = (void *)va->va_start;
1171         area->size = size;
1172         area->pages = NULL;
1173         area->nr_pages = 0;
1174         area->phys_addr = 0;
1175         area->caller = caller;
1176         va->private = area;
1177         va->flags |= VM_VM_AREA;
1178
1179         write_lock(&vmlist_lock);
1180         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1181                 if (tmp->addr >= area->addr)
1182                         break;
1183         }
1184         area->next = *p;
1185         *p = area;
1186         write_unlock(&vmlist_lock);
1187
1188         return area;
1189 }
1190
1191 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1192                                 unsigned long start, unsigned long end)
1193 {
1194         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1195                                                 __builtin_return_address(0));
1196 }
1197 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1198
1199 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1200                                        unsigned long start, unsigned long end,
1201                                        void *caller)
1202 {
1203         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1204                                   caller);
1205 }
1206
1207 /**
1208  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1209  *      @size:          size of the area
1210  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1211  *
1212  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1213  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1214  *      on success or %NULL on failure.
1215  */
1216 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1217 {
1218         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1219                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1220 }
1221
1222 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1223                                 void *caller)
1224 {
1225         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1226                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1227 }
1228
1229 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1230                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1231 {
1232         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1233                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1234 }
1235
1236 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1237 {
1238         struct vmap_area *va;
1239
1240         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1241         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1242                 return va->private;
1243
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 /**
1248  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1249  *      @addr:          base address
1250  *
1251  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1252  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1253  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1254  */
1255 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1256 {
1257         struct vmap_area *va;
1258
1259         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1260         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1261                 struct vm_struct *vm = va->private;
1262                 struct vm_struct *tmp, **p;
1263
1264                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1265                 free_unmap_vmap_area(va);
1266                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1267
1268                 write_lock(&vmlist_lock);
1269                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1270                         ;
1271                 *p = tmp->next;
1272                 write_unlock(&vmlist_lock);
1273
1274                 return vm;
1275         }
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1280 {
1281         struct vm_struct *area;
1282
1283         if (!addr)
1284                 return;
1285
1286         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1287                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1288                 return;
1289         }
1290
1291         area = remove_vm_area(addr);
1292         if (unlikely(!area)) {
1293                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1294                                 addr);
1295                 return;
1296         }
1297
1298         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1299         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1300
1301         if (deallocate_pages) {
1302                 int i;
1303
1304                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1305                         struct page *page = area->pages[i];
1306
1307                         BUG_ON(!page);
1308                         __free_page(page);
1309                 }
1310
1311                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1312                         vfree(area->pages);
1313                 else
1314                         kfree(area->pages);
1315         }
1316
1317         kfree(area);
1318         return;
1319 }
1320
1321 /**
1322  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1323  *      @addr:          memory base address
1324  *
1325  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1326  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1327  *      NULL, no operation is performed.
1328  *
1329  *      Must not be called in interrupt context.
1330  */
1331 void vfree(const void *addr)
1332 {
1333         BUG_ON(in_interrupt());
1334         __vunmap(addr, 1);
1335 }
1336 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1337
1338 /**
1339  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1340  *      @addr:          memory base address
1341  *
1342  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1343  *      which was created from the page array passed to vmap().
1344  *
1345  *      Must not be called in interrupt context.
1346  */
1347 void vunmap(const void *addr)
1348 {
1349         BUG_ON(in_interrupt());
1350         __vunmap(addr, 0);
1351 }
1352 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1353
1354 /**
1355  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1356  *      @pages:         array of page pointers
1357  *      @count:         number of pages to map
1358  *      @flags:         vm_area->flags
1359  *      @prot:          page protection for the mapping
1360  *
1361  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1362  *      space.
1363  */
1364 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1365                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1366 {
1367         struct vm_struct *area;
1368
1369         if (count > num_physpages)
1370                 return NULL;
1371
1372         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1373                                         __builtin_return_address(0));
1374         if (!area)
1375                 return NULL;
1376
1377         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1378                 vunmap(area->addr);
1379                 return NULL;
1380         }
1381
1382         return area->addr;
1383 }
1384 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1385
1386 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1387                             int node, void *caller);
1388 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1389                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1390 {
1391         struct page **pages;
1392         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1393
1394         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1395         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1396
1397         area->nr_pages = nr_pages;
1398         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1399         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1400                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1401                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1402                 area->flags |= VM_VPAGES;
1403         } else {
1404                 pages = kmalloc_node(array_size,
1405                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1406                                 node);
1407         }
1408         area->pages = pages;
1409         area->caller = caller;
1410         if (!area->pages) {
1411                 remove_vm_area(area->addr);
1412                 kfree(area);
1413                 return NULL;
1414         }
1415
1416         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1417                 struct page *page;
1418
1419                 if (node < 0)
1420                         page = alloc_page(gfp_mask);
1421                 else
1422                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1423
1424                 if (unlikely(!page)) {
1425                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1426                         area->nr_pages = i;
1427                         goto fail;
1428                 }
1429                 area->pages[i] = page;
1430         }
1431
1432         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1433                 goto fail;
1434         return area->addr;
1435
1436 fail:
1437         vfree(area->addr);
1438         return NULL;
1439 }
1440
1441 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1442 {
1443         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1444                                         __builtin_return_address(0));
1445 }
1446
1447 /**
1448  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1449  *      @size:          allocation size
1450  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1451  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1452  *      @node:          node to use for allocation or -1
1453  *      @caller:        caller's return address
1454  *
1455  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1456  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1457  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1458  */
1459 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1460                                                 int node, void *caller)
1461 {
1462         struct vm_struct *area;
1463
1464         size = PAGE_ALIGN(size);
1465         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1466                 return NULL;
1467
1468         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1469                                                 node, gfp_mask, caller);
1470
1471         if (!area)
1472                 return NULL;
1473
1474         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1475 }
1476
1477 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1478 {
1479         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1480                                 __builtin_return_address(0));
1481 }
1482 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1483
1484 /**
1485  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1486  *      @size:          allocation size
1487  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1488  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1489  *
1490  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1491  *      use __vmalloc() instead.
1492  */
1493 void *vmalloc(unsigned long size)
1494 {
1495         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1496                                         -1, __builtin_return_address(0));
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1499
1500 /**
1501  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1502  * @size: allocation size
1503  *
1504  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1505  * without leaking data.
1506  */
1507 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1508 {
1509         struct vm_struct *area;
1510         void *ret;
1511
1512         ret = __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1513                              PAGE_KERNEL, -1, __builtin_return_address(0));
1514         if (ret) {
1515                 area = find_vm_area(ret);
1516                 area->flags |= VM_USERMAP;
1517         }
1518         return ret;
1519 }
1520 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1521
1522 /**
1523  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1524  *      @size:          allocation size
1525  *      @node:          numa node
1526  *
1527  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1528  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1529  *
1530  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1531  *      use __vmalloc() instead.
1532  */
1533 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1534 {
1535         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1536                                         node, __builtin_return_address(0));
1537 }
1538 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1539
1540 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1541 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1542 #endif
1543
1544 /**
1545  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1546  *      @size:          allocation size
1547  *
1548  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1549  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1550  *      executable kernel virtual space.
1551  *
1552  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1553  *      use __vmalloc() instead.
1554  */
1555
1556 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1557 {
1558         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1559                               -1, __builtin_return_address(0));
1560 }
1561
1562 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1563 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1564 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1565 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1566 #else
1567 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1568 #endif
1569
1570 /**
1571  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1572  *      @size:          allocation size
1573  *
1574  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1575  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1576  */
1577 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1578 {
1579         return __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1580                               -1, __builtin_return_address(0));
1581 }
1582 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1583
1584 /**
1585  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1586  *      @size:          allocation size
1587  *
1588  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1589  * mapped to userspace without leaking data.
1590  */
1591 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1592 {
1593         struct vm_struct *area;
1594         void *ret;
1595
1596         ret = __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1597                              -1, __builtin_return_address(0));
1598         if (ret) {
1599                 area = find_vm_area(ret);
1600                 area->flags |= VM_USERMAP;
1601         }
1602         return ret;
1603 }
1604 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1605
1606 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1607 {
1608         struct vm_struct *tmp;
1609         char *vaddr, *buf_start = buf;
1610         unsigned long n;
1611
1612         /* Don't allow overflow */
1613         if ((unsigned long) addr + count < count)
1614                 count = -(unsigned long) addr;
1615
1616         read_lock(&vmlist_lock);
1617         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1618                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1619                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1620                         continue;
1621                 while (addr < vaddr) {
1622                         if (count == 0)
1623                                 goto finished;
1624                         *buf = '\0';
1625                         buf++;
1626                         addr++;
1627                         count--;
1628                 }
1629                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1630                 do {
1631                         if (count == 0)
1632                                 goto finished;
1633                         *buf = *addr;
1634                         buf++;
1635                         addr++;
1636                         count--;
1637                 } while (--n > 0);
1638         }
1639 finished:
1640         read_unlock(&vmlist_lock);
1641         return buf - buf_start;
1642 }
1643
1644 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1645 {
1646         struct vm_struct *tmp;
1647         char *vaddr, *buf_start = buf;
1648         unsigned long n;
1649
1650         /* Don't allow overflow */
1651         if ((unsigned long) addr + count < count)
1652                 count = -(unsigned long) addr;
1653
1654         read_lock(&vmlist_lock);
1655         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1656                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1657                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1658                         continue;
1659                 while (addr < vaddr) {
1660                         if (count == 0)
1661                                 goto finished;
1662                         buf++;
1663                         addr++;
1664                         count--;
1665                 }
1666                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1667                 do {
1668                         if (count == 0)
1669                                 goto finished;
1670                         *addr = *buf;
1671                         buf++;
1672                         addr++;
1673                         count--;
1674                 } while (--n > 0);
1675         }
1676 finished:
1677         read_unlock(&vmlist_lock);
1678         return buf - buf_start;
1679 }
1680
1681 /**
1682  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1683  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1684  *      @addr:          vmalloc memory
1685  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1686  *
1687  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1688  *
1689  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1690  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1691  *      that criteria isn't met.
1692  *
1693  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1694  */
1695 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1696                                                 unsigned long pgoff)
1697 {
1698         struct vm_struct *area;
1699         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1700         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1701
1702         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1703                 return -EINVAL;
1704
1705         area = find_vm_area(addr);
1706         if (!area)
1707                 return -EINVAL;
1708
1709         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1710                 return -EINVAL;
1711
1712         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1713                 return -EINVAL;
1714
1715         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1716         do {
1717                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1718                 int ret;
1719
1720                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1721                 if (ret)
1722                         return ret;
1723
1724                 uaddr += PAGE_SIZE;
1725                 addr += PAGE_SIZE;
1726                 usize -= PAGE_SIZE;
1727         } while (usize > 0);
1728
1729         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1730         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1731
1732         return 0;
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1735
1736 /*
1737  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1738  * have one.
1739  */
1740 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1741 {
1742 }
1743
1744
1745 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1746 {
1747         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1748         return 0;
1749 }
1750
1751 /**
1752  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1753  *      @size:          size of the area
1754  *
1755  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1756  *
1757  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1758  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1759  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1760  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1761  *      processes.
1762  */
1763 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1764 {
1765         struct vm_struct *area;
1766
1767         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1768                                 __builtin_return_address(0));
1769         if (area == NULL)
1770                 return NULL;
1771
1772         /*
1773          * This ensures that page tables are constructed for this region
1774          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1775          */
1776         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1777                                 area->size, f, NULL)) {
1778                 free_vm_area(area);
1779                 return NULL;
1780         }
1781
1782         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1783            mappings */
1784         vmalloc_sync_all();
1785
1786         return area;
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1789
1790 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1791 {
1792         struct vm_struct *ret;
1793         ret = remove_vm_area(area->addr);
1794         BUG_ON(ret != area);
1795         kfree(area);
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1798
1799
1800 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1801 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1802 {
1803         loff_t n = *pos;
1804         struct vm_struct *v;
1805
1806         read_lock(&vmlist_lock);
1807         v = vmlist;
1808         while (n > 0 && v) {
1809                 n--;
1810                 v = v->next;
1811         }
1812         if (!n)
1813                 return v;
1814
1815         return NULL;
1816
1817 }
1818
1819 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1820 {
1821         struct vm_struct *v = p;
1822
1823         ++*pos;
1824         return v->next;
1825 }
1826
1827 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1828 {
1829         read_unlock(&vmlist_lock);
1830 }
1831
1832 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1833 {
1834         if (NUMA_BUILD) {
1835                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1836
1837                 if (!counters)
1838                         return;
1839
1840                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1841
1842                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1843                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1844
1845                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1846                         if (counters[nr])
1847                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1848         }
1849 }
1850
1851 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1852 {
1853         struct vm_struct *v = p;
1854
1855         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1856                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1857
1858         if (v->caller) {
1859                 char buff[KSYM_SYMBOL_LEN];
1860
1861                 seq_putc(m, ' ');
1862                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1863                 seq_puts(m, buff);
1864         }
1865
1866         if (v->nr_pages)
1867                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1868
1869         if (v->phys_addr)
1870                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1871
1872         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1873                 seq_printf(m, " ioremap");
1874
1875         if (v->flags & VM_ALLOC)
1876                 seq_printf(m, " vmalloc");
1877
1878         if (v->flags & VM_MAP)
1879                 seq_printf(m, " vmap");
1880
1881         if (v->flags & VM_USERMAP)
1882                 seq_printf(m, " user");
1883
1884         if (v->flags & VM_VPAGES)
1885                 seq_printf(m, " vpages");
1886
1887         show_numa_info(m, v);
1888         seq_putc(m, '\n');
1889         return 0;
1890 }
1891
1892 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1893         .start = s_start,
1894         .next = s_next,
1895         .stop = s_stop,
1896         .show = s_show,
1897 };
1898
1899 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1900 {
1901         unsigned int *ptr = NULL;
1902         int ret;
1903
1904         if (NUMA_BUILD)
1905                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1906         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1907         if (!ret) {
1908                 struct seq_file *m = file->private_data;
1909                 m->private = ptr;
1910         } else
1911                 kfree(ptr);
1912         return ret;
1913 }
1914
1915 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1916         .open           = vmalloc_open,
1917         .read           = seq_read,
1918         .llseek         = seq_lseek,
1919         .release        = seq_release_private,
1920 };
1921
1922 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1923 {
1924         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1925         return 0;
1926 }
1927 module_init(proc_vmalloc_init);
1928 #endif
1929