mm: rewrite vmap layer
[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/seq_file.h>
19 #include <linux/debugobjects.h>
20 #include <linux/vmalloc.h>
21 #include <linux/kallsyms.h>
22 #include <linux/list.h>
23 #include <linux/rbtree.h>
24 #include <linux/radix-tree.h>
25 #include <linux/rcupdate.h>
26
27 #include <asm/atomic.h>
28 #include <asm/uaccess.h>
29 #include <asm/tlbflush.h>
30
31
32 /*** Page table manipulation functions ***/
33
34 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
35 {
36         pte_t *pte;
37
38         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
39         do {
40                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
41                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
42         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
43 }
44
45 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
46 {
47         pmd_t *pmd;
48         unsigned long next;
49
50         pmd = pmd_offset(pud, addr);
51         do {
52                 next = pmd_addr_end(addr, end);
53                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
54                         continue;
55                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
56         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
57 }
58
59 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
60 {
61         pud_t *pud;
62         unsigned long next;
63
64         pud = pud_offset(pgd, addr);
65         do {
66                 next = pud_addr_end(addr, end);
67                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
68                         continue;
69                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
70         } while (pud++, addr = next, addr != end);
71 }
72
73 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
74 {
75         pgd_t *pgd;
76         unsigned long next;
77
78         BUG_ON(addr >= end);
79         pgd = pgd_offset_k(addr);
80         flush_cache_vunmap(addr, end);
81         do {
82                 next = pgd_addr_end(addr, end);
83                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
84                         continue;
85                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
86         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
87 }
88
89 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
90                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
91 {
92         pte_t *pte;
93
94         /*
95          * nr is a running index into the array which helps higher level
96          * callers keep track of where we're up to.
97          */
98
99         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
100         if (!pte)
101                 return -ENOMEM;
102         do {
103                 struct page *page = pages[*nr];
104
105                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
106                         return -EBUSY;
107                 if (WARN_ON(!page))
108                         return -ENOMEM;
109                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
110                 (*nr)++;
111         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
112         return 0;
113 }
114
115 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
116                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
117 {
118         pmd_t *pmd;
119         unsigned long next;
120
121         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
122         if (!pmd)
123                 return -ENOMEM;
124         do {
125                 next = pmd_addr_end(addr, end);
126                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
127                         return -ENOMEM;
128         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
129         return 0;
130 }
131
132 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
133                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
134 {
135         pud_t *pud;
136         unsigned long next;
137
138         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
139         if (!pud)
140                 return -ENOMEM;
141         do {
142                 next = pud_addr_end(addr, end);
143                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
144                         return -ENOMEM;
145         } while (pud++, addr = next, addr != end);
146         return 0;
147 }
148
149 /*
150  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
151  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
152  *
153  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
154  */
155 static int vmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
156                                 pgprot_t prot, struct page **pages)
157 {
158         pgd_t *pgd;
159         unsigned long next;
160         int err = 0;
161         int nr = 0;
162
163         BUG_ON(addr >= end);
164         pgd = pgd_offset_k(addr);
165         do {
166                 next = pgd_addr_end(addr, end);
167                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
168                 if (err)
169                         break;
170         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
171         flush_cache_vmap(addr, end);
172
173         if (unlikely(err))
174                 return err;
175         return nr;
176 }
177
178 /*
179  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
180  */
181 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
182 {
183         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
184         struct page *page = NULL;
185         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
186
187         /*
188          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
189          * architectures that do not vmalloc module space
190          */
191         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_addr(vmalloc_addr) &&
192                         !is_module_address(addr));
193
194         if (!pgd_none(*pgd)) {
195                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
196                 if (!pud_none(*pud)) {
197                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
198                         if (!pmd_none(*pmd)) {
199                                 pte_t *ptep, pte;
200
201                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
202                                 pte = *ptep;
203                                 if (pte_present(pte))
204                                         page = pte_page(pte);
205                                 pte_unmap(ptep);
206                         }
207                 }
208         }
209         return page;
210 }
211 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
212
213 /*
214  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
215  */
216 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
217 {
218         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
219 }
220 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
221
222
223 /*** Global kva allocator ***/
224
225 #define VM_LAZY_FREE    0x01
226 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
227 #define VM_VM_AREA      0x04
228
229 struct vmap_area {
230         unsigned long va_start;
231         unsigned long va_end;
232         unsigned long flags;
233         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
234         struct list_head list;          /* address sorted list */
235         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
236         void *private;
237         struct rcu_head rcu_head;
238 };
239
240 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
241 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
242 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
243
244 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
245 {
246         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
247
248         while (n) {
249                 struct vmap_area *va;
250
251                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
252                 if (addr < va->va_start)
253                         n = n->rb_left;
254                 else if (addr > va->va_start)
255                         n = n->rb_right;
256                 else
257                         return va;
258         }
259
260         return NULL;
261 }
262
263 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
264 {
265         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
266         struct rb_node *parent = NULL;
267         struct rb_node *tmp;
268
269         while (*p) {
270                 struct vmap_area *tmp;
271
272                 parent = *p;
273                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
274                 if (va->va_start < tmp->va_end)
275                         p = &(*p)->rb_left;
276                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
277                         p = &(*p)->rb_right;
278                 else
279                         BUG();
280         }
281
282         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
283         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
284
285         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
286         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
287         if (tmp) {
288                 struct vmap_area *prev;
289                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
290                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
291         } else
292                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
293 }
294
295 static void purge_vmap_area_lazy(void);
296
297 /*
298  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
299  * vstart and vend.
300  */
301 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
302                                 unsigned long align,
303                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
304                                 int node, gfp_t gfp_mask)
305 {
306         struct vmap_area *va;
307         struct rb_node *n;
308         unsigned long addr;
309         int purged = 0;
310
311         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
312
313         addr = ALIGN(vstart, align);
314
315         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
316                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
317         if (unlikely(!va))
318                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
319
320 retry:
321         spin_lock(&vmap_area_lock);
322         /* XXX: could have a last_hole cache */
323         n = vmap_area_root.rb_node;
324         if (n) {
325                 struct vmap_area *first = NULL;
326
327                 do {
328                         struct vmap_area *tmp;
329                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
330                         if (tmp->va_end >= addr) {
331                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
332                                         first = tmp;
333                                 n = n->rb_left;
334                         } else {
335                                 first = tmp;
336                                 n = n->rb_right;
337                         }
338                 } while (n);
339
340                 if (!first)
341                         goto found;
342
343                 if (first->va_end < addr) {
344                         n = rb_next(&first->rb_node);
345                         if (n)
346                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
347                         else
348                                 goto found;
349                 }
350
351                 while (addr + size >= first->va_start && addr + size <= vend) {
352                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
353
354                         n = rb_next(&first->rb_node);
355                         if (n)
356                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
357                         else
358                                 goto found;
359                 }
360         }
361 found:
362         if (addr + size > vend) {
363                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
364                 if (!purged) {
365                         purge_vmap_area_lazy();
366                         purged = 1;
367                         goto retry;
368                 }
369                 if (printk_ratelimit())
370                         printk(KERN_WARNING "vmap allocation failed: "
371                                  "use vmalloc=<size> to increase size.\n");
372                 return ERR_PTR(-EBUSY);
373         }
374
375         BUG_ON(addr & (align-1));
376
377         va->va_start = addr;
378         va->va_end = addr + size;
379         va->flags = 0;
380         __insert_vmap_area(va);
381         spin_unlock(&vmap_area_lock);
382
383         return va;
384 }
385
386 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
387 {
388         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
389
390         kfree(va);
391 }
392
393 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
394 {
395         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
396         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
397         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
398         list_del_rcu(&va->list);
399
400         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
401 }
402
403 /*
404  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
405  */
406 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
407 {
408         spin_lock(&vmap_area_lock);
409         __free_vmap_area(va);
410         spin_unlock(&vmap_area_lock);
411 }
412
413 /*
414  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
415  */
416 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
417 {
418         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
419 }
420
421 /*
422  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
423  * before attempting to purge with a TLB flush.
424  *
425  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
426  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
427  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
428  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
429  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
430  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
431  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
432  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
433  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
434  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
435  * becomes a problem on bigger systems.
436  */
437 static unsigned long lazy_max_pages(void)
438 {
439         unsigned int log;
440
441         log = fls(num_online_cpus());
442
443         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
444 }
445
446 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
447
448 /*
449  * Purges all lazily-freed vmap areas.
450  *
451  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
452  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
453  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
454  * their own TLB flushing).
455  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
456  *              *end = max(*end, highest purged address)
457  */
458 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
459                                         int sync, int force_flush)
460 {
461         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
462         LIST_HEAD(valist);
463         struct vmap_area *va;
464         int nr = 0;
465
466         /*
467          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
468          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
469          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
470          */
471         if (!sync && !force_flush) {
472                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
473                         return;
474         } else
475                 spin_lock(&purge_lock);
476
477         rcu_read_lock();
478         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
479                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
480                         if (va->va_start < *start)
481                                 *start = va->va_start;
482                         if (va->va_end > *end)
483                                 *end = va->va_end;
484                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
485                         unmap_vmap_area(va);
486                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
487                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
488                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
489                 }
490         }
491         rcu_read_unlock();
492
493         if (nr) {
494                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
495                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
496         }
497
498         if (nr || force_flush)
499                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
500
501         if (nr) {
502                 spin_lock(&vmap_area_lock);
503                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
504                         __free_vmap_area(va);
505                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
506         }
507         spin_unlock(&purge_lock);
508 }
509
510 /*
511  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
512  */
513 static void purge_vmap_area_lazy(void)
514 {
515         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
516
517         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
518 }
519
520 /*
521  * Free and unmap a vmap area
522  */
523 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
524 {
525         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
526         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
527         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
528                 purge_vmap_area_lazy();
529 }
530
531 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
532 {
533         struct vmap_area *va;
534
535         spin_lock(&vmap_area_lock);
536         va = __find_vmap_area(addr);
537         spin_unlock(&vmap_area_lock);
538
539         return va;
540 }
541
542 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
543 {
544         struct vmap_area *va;
545
546         va = find_vmap_area(addr);
547         BUG_ON(!va);
548         free_unmap_vmap_area(va);
549 }
550
551
552 /*** Per cpu kva allocator ***/
553
554 /*
555  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
556  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
557  */
558 /*
559  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
560  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
561  * instead (we just need a rough idea)
562  */
563 #if BITS_PER_LONG == 32
564 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
565 #else
566 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
567 #endif
568
569 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
570 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
571 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
572 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
573 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
574 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
575 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
576                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
577                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
578
579 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
580
581 struct vmap_block_queue {
582         spinlock_t lock;
583         struct list_head free;
584         struct list_head dirty;
585         unsigned int nr_dirty;
586 };
587
588 struct vmap_block {
589         spinlock_t lock;
590         struct vmap_area *va;
591         struct vmap_block_queue *vbq;
592         unsigned long free, dirty;
593         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
594         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
595         union {
596                 struct {
597                         struct list_head free_list;
598                         struct list_head dirty_list;
599                 };
600                 struct rcu_head rcu_head;
601         };
602 };
603
604 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
605 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
606
607 /*
608  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
609  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
610  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
611  */
612 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
613 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
614
615 /*
616  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
617  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
618  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
619  * big problem.
620  */
621
622 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
623 {
624         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
625         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
626         return addr;
627 }
628
629 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
630 {
631         struct vmap_block_queue *vbq;
632         struct vmap_block *vb;
633         struct vmap_area *va;
634         unsigned long vb_idx;
635         int node, err;
636
637         node = numa_node_id();
638
639         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
640                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
641         if (unlikely(!vb))
642                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
643
644         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
645                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
646                                         node, gfp_mask);
647         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
648                 kfree(vb);
649                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
650         }
651
652         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
653         if (unlikely(err)) {
654                 kfree(vb);
655                 free_vmap_area(va);
656                 return ERR_PTR(err);
657         }
658
659         spin_lock_init(&vb->lock);
660         vb->va = va;
661         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
662         vb->dirty = 0;
663         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
664         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
665         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
666         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
667
668         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
669         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
670         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
671         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
672         BUG_ON(err);
673         radix_tree_preload_end();
674
675         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
676         vb->vbq = vbq;
677         spin_lock(&vbq->lock);
678         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
679         spin_unlock(&vbq->lock);
680         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
681
682         return vb;
683 }
684
685 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
686 {
687         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
688
689         kfree(vb);
690 }
691
692 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
693 {
694         struct vmap_block *tmp;
695         unsigned long vb_idx;
696
697         spin_lock(&vb->vbq->lock);
698         if (!list_empty(&vb->free_list))
699                 list_del(&vb->free_list);
700         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
701                 list_del(&vb->dirty_list);
702         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
703
704         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
705         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
706         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
707         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
708         BUG_ON(tmp != vb);
709
710         free_unmap_vmap_area(vb->va);
711         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
712 }
713
714 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
715 {
716         struct vmap_block_queue *vbq;
717         struct vmap_block *vb;
718         unsigned long addr = 0;
719         unsigned int order;
720
721         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
722         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
723         order = get_order(size);
724
725 again:
726         rcu_read_lock();
727         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
728         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
729                 int i;
730
731                 spin_lock(&vb->lock);
732                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
733                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
734
735                 if (i >= 0) {
736                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
737                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
738                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
739                         vb->free -= 1UL << order;
740                         if (vb->free == 0) {
741                                 spin_lock(&vbq->lock);
742                                 list_del_init(&vb->free_list);
743                                 spin_unlock(&vbq->lock);
744                         }
745                         spin_unlock(&vb->lock);
746                         break;
747                 }
748                 spin_unlock(&vb->lock);
749         }
750         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
751         rcu_read_unlock();
752
753         if (!addr) {
754                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
755                 if (IS_ERR(vb))
756                         return vb;
757                 goto again;
758         }
759
760         return (void *)addr;
761 }
762
763 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
764 {
765         unsigned long offset;
766         unsigned long vb_idx;
767         unsigned int order;
768         struct vmap_block *vb;
769
770         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
771         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
772         order = get_order(size);
773
774         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
775
776         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
777         rcu_read_lock();
778         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
779         rcu_read_unlock();
780         BUG_ON(!vb);
781
782         spin_lock(&vb->lock);
783         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
784         if (!vb->dirty) {
785                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
786                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
787                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
788         }
789         vb->dirty += 1UL << order;
790         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
791                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
792                 spin_unlock(&vb->lock);
793                 free_vmap_block(vb);
794         } else
795                 spin_unlock(&vb->lock);
796 }
797
798 /**
799  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
800  *
801  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
802  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
803  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
804  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
805  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
806  *
807  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
808  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
809  * from the vmap layer.
810  */
811 void vm_unmap_aliases(void)
812 {
813         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
814         int cpu;
815         int flush = 0;
816
817         for_each_possible_cpu(cpu) {
818                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
819                 struct vmap_block *vb;
820
821                 rcu_read_lock();
822                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
823                         int i;
824
825                         spin_lock(&vb->lock);
826                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
827                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
828                                 unsigned long s, e;
829                                 int j;
830                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
831                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
832
833                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
834                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
835                                 vunmap_page_range(s, e);
836                                 flush = 1;
837
838                                 if (s < start)
839                                         start = s;
840                                 if (e > end)
841                                         end = e;
842
843                                 i = j;
844                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
845                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
846                         }
847                         spin_unlock(&vb->lock);
848                 }
849                 rcu_read_unlock();
850         }
851
852         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
853 }
854 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
855
856 /**
857  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
858  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
859  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
860  */
861 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
862 {
863         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
864         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
865
866         BUG_ON(!addr);
867         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
868         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
869         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
870
871         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
872
873         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
874                 vb_free(mem, size);
875         else
876                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
877 }
878 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
879
880 /**
881  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
882  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
883  * @count: number of pages
884  * @node: prefer to allocate data structures on this node
885  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
886  * @returns: a pointer to the address that has been mapped, or NULL on failure
887  */
888 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
889 {
890         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
891         unsigned long addr;
892         void *mem;
893
894         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
895                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
896                 if (IS_ERR(mem))
897                         return NULL;
898                 addr = (unsigned long)mem;
899         } else {
900                 struct vmap_area *va;
901                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
902                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
903                 if (IS_ERR(va))
904                         return NULL;
905
906                 addr = va->va_start;
907                 mem = (void *)addr;
908         }
909         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
910                 vm_unmap_ram(mem, count);
911                 return NULL;
912         }
913         return mem;
914 }
915 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
916
917 void __init vmalloc_init(void)
918 {
919         int i;
920
921         for_each_possible_cpu(i) {
922                 struct vmap_block_queue *vbq;
923
924                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
925                 spin_lock_init(&vbq->lock);
926                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
927                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
928                 vbq->nr_dirty = 0;
929         }
930 }
931
932 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
933 {
934         unsigned long end = addr + size;
935         vunmap_page_range(addr, end);
936         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
937 }
938
939 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
940 {
941         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
942         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
943         int err;
944
945         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
946         if (err > 0) {
947                 *pages += err;
948                 err = 0;
949         }
950
951         return err;
952 }
953 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
954
955 /*** Old vmalloc interfaces ***/
956 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
957 struct vm_struct *vmlist;
958
959 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
960                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
961                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
962 {
963         static struct vmap_area *va;
964         struct vm_struct *area;
965         struct vm_struct *tmp, **p;
966         unsigned long align = 1;
967
968         BUG_ON(in_interrupt());
969         if (flags & VM_IOREMAP) {
970                 int bit = fls(size);
971
972                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
973                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
974                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
975                         bit = PAGE_SHIFT;
976
977                 align = 1ul << bit;
978         }
979
980         size = PAGE_ALIGN(size);
981         if (unlikely(!size))
982                 return NULL;
983
984         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
985         if (unlikely(!area))
986                 return NULL;
987
988         /*
989          * We always allocate a guard page.
990          */
991         size += PAGE_SIZE;
992
993         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
994         if (IS_ERR(va)) {
995                 kfree(area);
996                 return NULL;
997         }
998
999         area->flags = flags;
1000         area->addr = (void *)va->va_start;
1001         area->size = size;
1002         area->pages = NULL;
1003         area->nr_pages = 0;
1004         area->phys_addr = 0;
1005         area->caller = caller;
1006         va->private = area;
1007         va->flags |= VM_VM_AREA;
1008
1009         write_lock(&vmlist_lock);
1010         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1011                 if (tmp->addr >= area->addr)
1012                         break;
1013         }
1014         area->next = *p;
1015         *p = area;
1016         write_unlock(&vmlist_lock);
1017
1018         return area;
1019 }
1020
1021 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1022                                 unsigned long start, unsigned long end)
1023 {
1024         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1025                                                 __builtin_return_address(0));
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1028
1029 /**
1030  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1031  *      @size:          size of the area
1032  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1033  *
1034  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1035  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1036  *      on success or %NULL on failure.
1037  */
1038 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1039 {
1040         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1041                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1042 }
1043
1044 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1045                                 void *caller)
1046 {
1047         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1048                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1049 }
1050
1051 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1052                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1053 {
1054         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1055                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1056 }
1057
1058 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1059 {
1060         struct vmap_area *va;
1061
1062         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1063         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1064                 return va->private;
1065
1066         return NULL;
1067 }
1068
1069 /**
1070  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1071  *      @addr:          base address
1072  *
1073  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1074  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1075  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1076  */
1077 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1078 {
1079         struct vmap_area *va;
1080
1081         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1082         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1083                 struct vm_struct *vm = va->private;
1084                 struct vm_struct *tmp, **p;
1085                 free_unmap_vmap_area(va);
1086                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1087
1088                 write_lock(&vmlist_lock);
1089                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1090                         ;
1091                 *p = tmp->next;
1092                 write_unlock(&vmlist_lock);
1093
1094                 return vm;
1095         }
1096         return NULL;
1097 }
1098
1099 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1100 {
1101         struct vm_struct *area;
1102
1103         if (!addr)
1104                 return;
1105
1106         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1107                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1108                 return;
1109         }
1110
1111         area = remove_vm_area(addr);
1112         if (unlikely(!area)) {
1113                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1114                                 addr);
1115                 return;
1116         }
1117
1118         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1119         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1120
1121         if (deallocate_pages) {
1122                 int i;
1123
1124                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1125                         struct page *page = area->pages[i];
1126
1127                         BUG_ON(!page);
1128                         __free_page(page);
1129                 }
1130
1131                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1132                         vfree(area->pages);
1133                 else
1134                         kfree(area->pages);
1135         }
1136
1137         kfree(area);
1138         return;
1139 }
1140
1141 /**
1142  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1143  *      @addr:          memory base address
1144  *
1145  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1146  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1147  *      NULL, no operation is performed.
1148  *
1149  *      Must not be called in interrupt context.
1150  */
1151 void vfree(const void *addr)
1152 {
1153         BUG_ON(in_interrupt());
1154         __vunmap(addr, 1);
1155 }
1156 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1157
1158 /**
1159  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1160  *      @addr:          memory base address
1161  *
1162  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1163  *      which was created from the page array passed to vmap().
1164  *
1165  *      Must not be called in interrupt context.
1166  */
1167 void vunmap(const void *addr)
1168 {
1169         BUG_ON(in_interrupt());
1170         __vunmap(addr, 0);
1171 }
1172 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1173
1174 /**
1175  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1176  *      @pages:         array of page pointers
1177  *      @count:         number of pages to map
1178  *      @flags:         vm_area->flags
1179  *      @prot:          page protection for the mapping
1180  *
1181  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1182  *      space.
1183  */
1184 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1185                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1186 {
1187         struct vm_struct *area;
1188
1189         if (count > num_physpages)
1190                 return NULL;
1191
1192         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1193                                         __builtin_return_address(0));
1194         if (!area)
1195                 return NULL;
1196
1197         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1198                 vunmap(area->addr);
1199                 return NULL;
1200         }
1201
1202         return area->addr;
1203 }
1204 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1205
1206 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1207                             int node, void *caller);
1208 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1209                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1210 {
1211         struct page **pages;
1212         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1213
1214         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1215         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1216
1217         area->nr_pages = nr_pages;
1218         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1219         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1220                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1221                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1222                 area->flags |= VM_VPAGES;
1223         } else {
1224                 pages = kmalloc_node(array_size,
1225                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1226                                 node);
1227         }
1228         area->pages = pages;
1229         area->caller = caller;
1230         if (!area->pages) {
1231                 remove_vm_area(area->addr);
1232                 kfree(area);
1233                 return NULL;
1234         }
1235
1236         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1237                 struct page *page;
1238
1239                 if (node < 0)
1240                         page = alloc_page(gfp_mask);
1241                 else
1242                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1243
1244                 if (unlikely(!page)) {
1245                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1246                         area->nr_pages = i;
1247                         goto fail;
1248                 }
1249                 area->pages[i] = page;
1250         }
1251
1252         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1253                 goto fail;
1254         return area->addr;
1255
1256 fail:
1257         vfree(area->addr);
1258         return NULL;
1259 }
1260
1261 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1262 {
1263         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1264                                         __builtin_return_address(0));
1265 }
1266
1267 /**
1268  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1269  *      @size:          allocation size
1270  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1271  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1272  *      @node:          node to use for allocation or -1
1273  *      @caller:        caller's return address
1274  *
1275  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1276  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1277  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1278  */
1279 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1280                                                 int node, void *caller)
1281 {
1282         struct vm_struct *area;
1283
1284         size = PAGE_ALIGN(size);
1285         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1286                 return NULL;
1287
1288         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1289                                                 node, gfp_mask, caller);
1290
1291         if (!area)
1292                 return NULL;
1293
1294         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1295 }
1296
1297 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1298 {
1299         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1300                                 __builtin_return_address(0));
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1303
1304 /**
1305  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1306  *      @size:          allocation size
1307  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1308  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1309  *
1310  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1311  *      use __vmalloc() instead.
1312  */
1313 void *vmalloc(unsigned long size)
1314 {
1315         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1316                                         -1, __builtin_return_address(0));
1317 }
1318 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1319
1320 /**
1321  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1322  * @size: allocation size
1323  *
1324  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1325  * without leaking data.
1326  */
1327 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1328 {
1329         struct vm_struct *area;
1330         void *ret;
1331
1332         ret = __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1333         if (ret) {
1334                 area = find_vm_area(ret);
1335                 area->flags |= VM_USERMAP;
1336         }
1337         return ret;
1338 }
1339 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1340
1341 /**
1342  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1343  *      @size:          allocation size
1344  *      @node:          numa node
1345  *
1346  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1347  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1348  *
1349  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1350  *      use __vmalloc() instead.
1351  */
1352 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1353 {
1354         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1355                                         node, __builtin_return_address(0));
1356 }
1357 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1358
1359 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1360 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1361 #endif
1362
1363 /**
1364  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1365  *      @size:          allocation size
1366  *
1367  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1368  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1369  *      executable kernel virtual space.
1370  *
1371  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1372  *      use __vmalloc() instead.
1373  */
1374
1375 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1376 {
1377         return __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC);
1378 }
1379
1380 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1381 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1382 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1383 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1384 #else
1385 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1386 #endif
1387
1388 /**
1389  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1390  *      @size:          allocation size
1391  *
1392  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1393  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1394  */
1395 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1396 {
1397         return __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL);
1398 }
1399 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1400
1401 /**
1402  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1403  *      @size:          allocation size
1404  *
1405  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1406  * mapped to userspace without leaking data.
1407  */
1408 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1409 {
1410         struct vm_struct *area;
1411         void *ret;
1412
1413         ret = __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1414         if (ret) {
1415                 area = find_vm_area(ret);
1416                 area->flags |= VM_USERMAP;
1417         }
1418         return ret;
1419 }
1420 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1421
1422 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1423 {
1424         struct vm_struct *tmp;
1425         char *vaddr, *buf_start = buf;
1426         unsigned long n;
1427
1428         /* Don't allow overflow */
1429         if ((unsigned long) addr + count < count)
1430                 count = -(unsigned long) addr;
1431
1432         read_lock(&vmlist_lock);
1433         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1434                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1435                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1436                         continue;
1437                 while (addr < vaddr) {
1438                         if (count == 0)
1439                                 goto finished;
1440                         *buf = '\0';
1441                         buf++;
1442                         addr++;
1443                         count--;
1444                 }
1445                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1446                 do {
1447                         if (count == 0)
1448                                 goto finished;
1449                         *buf = *addr;
1450                         buf++;
1451                         addr++;
1452                         count--;
1453                 } while (--n > 0);
1454         }
1455 finished:
1456         read_unlock(&vmlist_lock);
1457         return buf - buf_start;
1458 }
1459
1460 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1461 {
1462         struct vm_struct *tmp;
1463         char *vaddr, *buf_start = buf;
1464         unsigned long n;
1465
1466         /* Don't allow overflow */
1467         if ((unsigned long) addr + count < count)
1468                 count = -(unsigned long) addr;
1469
1470         read_lock(&vmlist_lock);
1471         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1472                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1473                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1474                         continue;
1475                 while (addr < vaddr) {
1476                         if (count == 0)
1477                                 goto finished;
1478                         buf++;
1479                         addr++;
1480                         count--;
1481                 }
1482                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1483                 do {
1484                         if (count == 0)
1485                                 goto finished;
1486                         *addr = *buf;
1487                         buf++;
1488                         addr++;
1489                         count--;
1490                 } while (--n > 0);
1491         }
1492 finished:
1493         read_unlock(&vmlist_lock);
1494         return buf - buf_start;
1495 }
1496
1497 /**
1498  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1499  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1500  *      @addr:          vmalloc memory
1501  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1502  *
1503  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1504  *
1505  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1506  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1507  *      that criteria isn't met.
1508  *
1509  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1510  */
1511 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1512                                                 unsigned long pgoff)
1513 {
1514         struct vm_struct *area;
1515         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1516         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1517
1518         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1519                 return -EINVAL;
1520
1521         area = find_vm_area(addr);
1522         if (!area)
1523                 return -EINVAL;
1524
1525         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1526                 return -EINVAL;
1527
1528         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1529                 return -EINVAL;
1530
1531         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1532         do {
1533                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1534                 int ret;
1535
1536                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1537                 if (ret)
1538                         return ret;
1539
1540                 uaddr += PAGE_SIZE;
1541                 addr += PAGE_SIZE;
1542                 usize -= PAGE_SIZE;
1543         } while (usize > 0);
1544
1545         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1546         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1547
1548         return 0;
1549 }
1550 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1551
1552 /*
1553  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1554  * have one.
1555  */
1556 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1557 {
1558 }
1559
1560
1561 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1562 {
1563         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1564         return 0;
1565 }
1566
1567 /**
1568  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1569  *      @size:          size of the area
1570  *
1571  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1572  *
1573  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1574  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1575  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1576  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1577  *      processes.
1578  */
1579 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1580 {
1581         struct vm_struct *area;
1582
1583         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1584                                 __builtin_return_address(0));
1585         if (area == NULL)
1586                 return NULL;
1587
1588         /*
1589          * This ensures that page tables are constructed for this region
1590          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1591          */
1592         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1593                                 area->size, f, NULL)) {
1594                 free_vm_area(area);
1595                 return NULL;
1596         }
1597
1598         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1599            mappings */
1600         vmalloc_sync_all();
1601
1602         return area;
1603 }
1604 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1605
1606 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1607 {
1608         struct vm_struct *ret;
1609         ret = remove_vm_area(area->addr);
1610         BUG_ON(ret != area);
1611         kfree(area);
1612 }
1613 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1614
1615
1616 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1617 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1618 {
1619         loff_t n = *pos;
1620         struct vm_struct *v;
1621
1622         read_lock(&vmlist_lock);
1623         v = vmlist;
1624         while (n > 0 && v) {
1625                 n--;
1626                 v = v->next;
1627         }
1628         if (!n)
1629                 return v;
1630
1631         return NULL;
1632
1633 }
1634
1635 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1636 {
1637         struct vm_struct *v = p;
1638
1639         ++*pos;
1640         return v->next;
1641 }
1642
1643 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1644 {
1645         read_unlock(&vmlist_lock);
1646 }
1647
1648 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1649 {
1650         if (NUMA_BUILD) {
1651                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1652
1653                 if (!counters)
1654                         return;
1655
1656                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1657
1658                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1659                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1660
1661                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1662                         if (counters[nr])
1663                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1664         }
1665 }
1666
1667 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1668 {
1669         struct vm_struct *v = p;
1670
1671         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1672                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1673
1674         if (v->caller) {
1675                 char buff[2 * KSYM_NAME_LEN];
1676
1677                 seq_putc(m, ' ');
1678                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1679                 seq_puts(m, buff);
1680         }
1681
1682         if (v->nr_pages)
1683                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1684
1685         if (v->phys_addr)
1686                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1687
1688         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1689                 seq_printf(m, " ioremap");
1690
1691         if (v->flags & VM_ALLOC)
1692                 seq_printf(m, " vmalloc");
1693
1694         if (v->flags & VM_MAP)
1695                 seq_printf(m, " vmap");
1696
1697         if (v->flags & VM_USERMAP)
1698                 seq_printf(m, " user");
1699
1700         if (v->flags & VM_VPAGES)
1701                 seq_printf(m, " vpages");
1702
1703         show_numa_info(m, v);
1704         seq_putc(m, '\n');
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 const struct seq_operations vmalloc_op = {
1709         .start = s_start,
1710         .next = s_next,
1711         .stop = s_stop,
1712         .show = s_show,
1713 };
1714 #endif
1715