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