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