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