mm: fix lazy vmap purging (use-after-free error)
[linux-3.10.git] / mm / vmalloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmalloc.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
5  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
6  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
7  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
8  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
9  */
10
11 #include <linux/vmalloc.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/highmem.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/debugobjects.h>
21 #include <linux/kallsyms.h>
22 #include <linux/list.h>
23 #include <linux/rbtree.h>
24 #include <linux/radix-tree.h>
25 #include <linux/rcupdate.h>
26 #include <linux/bootmem.h>
27
28 #include <asm/atomic.h>
29 #include <asm/uaccess.h>
30 #include <asm/tlbflush.h>
31
32
33 /*** Page table manipulation functions ***/
34
35 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
36 {
37         pte_t *pte;
38
39         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
40         do {
41                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
42                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
43         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
44 }
45
46 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
47 {
48         pmd_t *pmd;
49         unsigned long next;
50
51         pmd = pmd_offset(pud, addr);
52         do {
53                 next = pmd_addr_end(addr, end);
54                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
55                         continue;
56                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
57         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
58 }
59
60 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
61 {
62         pud_t *pud;
63         unsigned long next;
64
65         pud = pud_offset(pgd, addr);
66         do {
67                 next = pud_addr_end(addr, end);
68                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
69                         continue;
70                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
71         } while (pud++, addr = next, addr != end);
72 }
73
74 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
75 {
76         pgd_t *pgd;
77         unsigned long next;
78
79         BUG_ON(addr >= end);
80         pgd = pgd_offset_k(addr);
81         do {
82                 next = pgd_addr_end(addr, end);
83                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
84                         continue;
85                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
86         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
87 }
88
89 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
90                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
91 {
92         pte_t *pte;
93
94         /*
95          * nr is a running index into the array which helps higher level
96          * callers keep track of where we're up to.
97          */
98
99         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
100         if (!pte)
101                 return -ENOMEM;
102         do {
103                 struct page *page = pages[*nr];
104
105                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
106                         return -EBUSY;
107                 if (WARN_ON(!page))
108                         return -ENOMEM;
109                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
110                 (*nr)++;
111         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
112         return 0;
113 }
114
115 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
116                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
117 {
118         pmd_t *pmd;
119         unsigned long next;
120
121         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
122         if (!pmd)
123                 return -ENOMEM;
124         do {
125                 next = pmd_addr_end(addr, end);
126                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
127                         return -ENOMEM;
128         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
129         return 0;
130 }
131
132 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
133                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
134 {
135         pud_t *pud;
136         unsigned long next;
137
138         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
139         if (!pud)
140                 return -ENOMEM;
141         do {
142                 next = pud_addr_end(addr, end);
143                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
144                         return -ENOMEM;
145         } while (pud++, addr = next, addr != end);
146         return 0;
147 }
148
149 /*
150  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
151  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
152  *
153  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
154  */
155 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
156                                 pgprot_t prot, struct page **pages)
157 {
158         pgd_t *pgd;
159         unsigned long next;
160         unsigned long addr = start;
161         int err = 0;
162         int nr = 0;
163
164         BUG_ON(addr >= end);
165         pgd = pgd_offset_k(addr);
166         do {
167                 next = pgd_addr_end(addr, end);
168                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
169                 if (err)
170                         break;
171         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
172         flush_cache_vmap(start, end);
173
174         if (unlikely(err))
175                 return err;
176         return nr;
177 }
178
179 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
180 {
181         /*
182          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
183          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
184          * just put it in the vmalloc space.
185          */
186 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
187         unsigned long addr = (unsigned long)x;
188         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
189                 return 1;
190 #endif
191         return is_vmalloc_addr(x);
192 }
193
194 /*
195  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
196  */
197 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
198 {
199         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
200         struct page *page = NULL;
201         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
202
203         /*
204          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
205          * architectures that do not vmalloc module space
206          */
207         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
208
209         if (!pgd_none(*pgd)) {
210                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
211                 if (!pud_none(*pud)) {
212                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
213                         if (!pmd_none(*pmd)) {
214                                 pte_t *ptep, pte;
215
216                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
217                                 pte = *ptep;
218                                 if (pte_present(pte))
219                                         page = pte_page(pte);
220                                 pte_unmap(ptep);
221                         }
222                 }
223         }
224         return page;
225 }
226 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
227
228 /*
229  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
230  */
231 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
232 {
233         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
234 }
235 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
236
237
238 /*** Global kva allocator ***/
239
240 #define VM_LAZY_FREE    0x01
241 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
242 #define VM_VM_AREA      0x04
243
244 struct vmap_area {
245         unsigned long va_start;
246         unsigned long va_end;
247         unsigned long flags;
248         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
249         struct list_head list;          /* address sorted list */
250         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
251         void *private;
252         struct rcu_head rcu_head;
253 };
254
255 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
256 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
257 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
258
259 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
260 {
261         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
262
263         while (n) {
264                 struct vmap_area *va;
265
266                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
267                 if (addr < va->va_start)
268                         n = n->rb_left;
269                 else if (addr > va->va_start)
270                         n = n->rb_right;
271                 else
272                         return va;
273         }
274
275         return NULL;
276 }
277
278 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
279 {
280         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
281         struct rb_node *parent = NULL;
282         struct rb_node *tmp;
283
284         while (*p) {
285                 struct vmap_area *tmp;
286
287                 parent = *p;
288                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
289                 if (va->va_start < tmp->va_end)
290                         p = &(*p)->rb_left;
291                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
292                         p = &(*p)->rb_right;
293                 else
294                         BUG();
295         }
296
297         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
298         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
299
300         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
301         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
302         if (tmp) {
303                 struct vmap_area *prev;
304                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
305                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
306         } else
307                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
308 }
309
310 static void purge_vmap_area_lazy(void);
311
312 /*
313  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
314  * vstart and vend.
315  */
316 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
317                                 unsigned long align,
318                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
319                                 int node, gfp_t gfp_mask)
320 {
321         struct vmap_area *va;
322         struct rb_node *n;
323         unsigned long addr;
324         int purged = 0;
325
326         BUG_ON(!size);
327         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
328
329         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
330                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
331         if (unlikely(!va))
332                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
333
334 retry:
335         addr = ALIGN(vstart, align);
336
337         spin_lock(&vmap_area_lock);
338         if (addr + size - 1 < addr)
339                 goto overflow;
340
341         /* XXX: could have a last_hole cache */
342         n = vmap_area_root.rb_node;
343         if (n) {
344                 struct vmap_area *first = NULL;
345
346                 do {
347                         struct vmap_area *tmp;
348                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
349                         if (tmp->va_end >= addr) {
350                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
351                                         first = tmp;
352                                 n = n->rb_left;
353                         } else {
354                                 first = tmp;
355                                 n = n->rb_right;
356                         }
357                 } while (n);
358
359                 if (!first)
360                         goto found;
361
362                 if (first->va_end < addr) {
363                         n = rb_next(&first->rb_node);
364                         if (n)
365                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
366                         else
367                                 goto found;
368                 }
369
370                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
371                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
372                         if (addr + size - 1 < addr)
373                                 goto overflow;
374
375                         n = rb_next(&first->rb_node);
376                         if (n)
377                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
378                         else
379                                 goto found;
380                 }
381         }
382 found:
383         if (addr + size > vend) {
384 overflow:
385                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
386                 if (!purged) {
387                         purge_vmap_area_lazy();
388                         purged = 1;
389                         goto retry;
390                 }
391                 if (printk_ratelimit())
392                         printk(KERN_WARNING
393                                 "vmap allocation for size %lu failed: "
394                                 "use vmalloc=<size> to increase size.\n", size);
395                 return ERR_PTR(-EBUSY);
396         }
397
398         BUG_ON(addr & (align-1));
399
400         va->va_start = addr;
401         va->va_end = addr + size;
402         va->flags = 0;
403         __insert_vmap_area(va);
404         spin_unlock(&vmap_area_lock);
405
406         return va;
407 }
408
409 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
410 {
411         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
412
413         kfree(va);
414 }
415
416 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
417 {
418         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
419         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
420         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
421         list_del_rcu(&va->list);
422
423         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
424 }
425
426 /*
427  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
428  */
429 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
430 {
431         spin_lock(&vmap_area_lock);
432         __free_vmap_area(va);
433         spin_unlock(&vmap_area_lock);
434 }
435
436 /*
437  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
438  */
439 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
440 {
441         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
442 }
443
444 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
445 {
446         /*
447          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
448          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
449          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
450          * space after a page has been freed.
451          *
452          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
453          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
454          *
455          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
456          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
457          * faster).
458          */
459 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
460         vunmap_page_range(start, end);
461         flush_tlb_kernel_range(start, end);
462 #endif
463 }
464
465 /*
466  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
467  * before attempting to purge with a TLB flush.
468  *
469  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
470  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
471  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
472  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
473  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
474  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
475  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
476  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
477  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
478  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
479  * becomes a problem on bigger systems.
480  */
481 static unsigned long lazy_max_pages(void)
482 {
483         unsigned int log;
484
485         log = fls(num_online_cpus());
486
487         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
488 }
489
490 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
491
492 /*
493  * Purges all lazily-freed vmap areas.
494  *
495  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
496  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
497  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
498  * their own TLB flushing).
499  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
500  *              *end = max(*end, highest purged address)
501  */
502 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
503                                         int sync, int force_flush)
504 {
505         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
506         LIST_HEAD(valist);
507         struct vmap_area *va;
508         struct vmap_area *n_va;
509         int nr = 0;
510
511         /*
512          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
513          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
514          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
515          */
516         if (!sync && !force_flush) {
517                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
518                         return;
519         } else
520                 spin_lock(&purge_lock);
521
522         rcu_read_lock();
523         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
524                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
525                         if (va->va_start < *start)
526                                 *start = va->va_start;
527                         if (va->va_end > *end)
528                                 *end = va->va_end;
529                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
530                         unmap_vmap_area(va);
531                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
532                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
533                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
534                 }
535         }
536         rcu_read_unlock();
537
538         if (nr) {
539                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
540                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
541         }
542
543         if (nr || force_flush)
544                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
545
546         if (nr) {
547                 spin_lock(&vmap_area_lock);
548                 list_for_each_entry_safe(va, n_va, &valist, purge_list)
549                         __free_vmap_area(va);
550                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
551         }
552         spin_unlock(&purge_lock);
553 }
554
555 /*
556  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
557  * is already purging.
558  */
559 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
560 {
561         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
562
563         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
564 }
565
566 /*
567  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
568  */
569 static void purge_vmap_area_lazy(void)
570 {
571         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
572
573         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
574 }
575
576 /*
577  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
578  * called for the correct range previously.
579  */
580 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
581 {
582         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
583         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
584         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
585                 try_purge_vmap_area_lazy();
586 }
587
588 /*
589  * Free and unmap a vmap area
590  */
591 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
592 {
593         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
594         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
595 }
596
597 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
598 {
599         struct vmap_area *va;
600
601         spin_lock(&vmap_area_lock);
602         va = __find_vmap_area(addr);
603         spin_unlock(&vmap_area_lock);
604
605         return va;
606 }
607
608 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
609 {
610         struct vmap_area *va;
611
612         va = find_vmap_area(addr);
613         BUG_ON(!va);
614         free_unmap_vmap_area(va);
615 }
616
617
618 /*** Per cpu kva allocator ***/
619
620 /*
621  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
622  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
623  */
624 /*
625  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
626  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
627  * instead (we just need a rough idea)
628  */
629 #if BITS_PER_LONG == 32
630 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
631 #else
632 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
633 #endif
634
635 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
636 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
637 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
638 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
639 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
640 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
641 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
642                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
643                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
644
645 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
646
647 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
648
649 struct vmap_block_queue {
650         spinlock_t lock;
651         struct list_head free;
652         struct list_head dirty;
653         unsigned int nr_dirty;
654 };
655
656 struct vmap_block {
657         spinlock_t lock;
658         struct vmap_area *va;
659         struct vmap_block_queue *vbq;
660         unsigned long free, dirty;
661         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
662         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
663         union {
664                 struct {
665                         struct list_head free_list;
666                         struct list_head dirty_list;
667                 };
668                 struct rcu_head rcu_head;
669         };
670 };
671
672 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
673 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
674
675 /*
676  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
677  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
678  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
679  */
680 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
681 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
682
683 /*
684  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
685  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
686  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
687  * big problem.
688  */
689
690 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
691 {
692         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
693         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
694         return addr;
695 }
696
697 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
698 {
699         struct vmap_block_queue *vbq;
700         struct vmap_block *vb;
701         struct vmap_area *va;
702         unsigned long vb_idx;
703         int node, err;
704
705         node = numa_node_id();
706
707         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
708                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
709         if (unlikely(!vb))
710                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
711
712         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
713                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
714                                         node, gfp_mask);
715         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
716                 kfree(vb);
717                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
718         }
719
720         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
721         if (unlikely(err)) {
722                 kfree(vb);
723                 free_vmap_area(va);
724                 return ERR_PTR(err);
725         }
726
727         spin_lock_init(&vb->lock);
728         vb->va = va;
729         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
730         vb->dirty = 0;
731         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
732         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
733         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
734         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
735
736         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
737         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
738         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
739         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
740         BUG_ON(err);
741         radix_tree_preload_end();
742
743         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
744         vb->vbq = vbq;
745         spin_lock(&vbq->lock);
746         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
747         spin_unlock(&vbq->lock);
748         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
749
750         return vb;
751 }
752
753 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
754 {
755         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
756
757         kfree(vb);
758 }
759
760 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
761 {
762         struct vmap_block *tmp;
763         unsigned long vb_idx;
764
765         spin_lock(&vb->vbq->lock);
766         if (!list_empty(&vb->free_list))
767                 list_del(&vb->free_list);
768         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
769                 list_del(&vb->dirty_list);
770         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
771
772         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
773         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
774         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
775         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
776         BUG_ON(tmp != vb);
777
778         free_unmap_vmap_area_noflush(vb->va);
779         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
780 }
781
782 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
783 {
784         struct vmap_block_queue *vbq;
785         struct vmap_block *vb;
786         unsigned long addr = 0;
787         unsigned int order;
788
789         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
790         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
791         order = get_order(size);
792
793 again:
794         rcu_read_lock();
795         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
796         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
797                 int i;
798
799                 spin_lock(&vb->lock);
800                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
801                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
802
803                 if (i >= 0) {
804                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
805                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
806                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
807                         vb->free -= 1UL << order;
808                         if (vb->free == 0) {
809                                 spin_lock(&vbq->lock);
810                                 list_del_init(&vb->free_list);
811                                 spin_unlock(&vbq->lock);
812                         }
813                         spin_unlock(&vb->lock);
814                         break;
815                 }
816                 spin_unlock(&vb->lock);
817         }
818         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
819         rcu_read_unlock();
820
821         if (!addr) {
822                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
823                 if (IS_ERR(vb))
824                         return vb;
825                 goto again;
826         }
827
828         return (void *)addr;
829 }
830
831 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
832 {
833         unsigned long offset;
834         unsigned long vb_idx;
835         unsigned int order;
836         struct vmap_block *vb;
837
838         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
839         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
840
841         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
842
843         order = get_order(size);
844
845         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
846
847         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
848         rcu_read_lock();
849         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
850         rcu_read_unlock();
851         BUG_ON(!vb);
852
853         spin_lock(&vb->lock);
854         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
855         if (!vb->dirty) {
856                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
857                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
858                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
859         }
860         vb->dirty += 1UL << order;
861         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
862                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
863                 spin_unlock(&vb->lock);
864                 free_vmap_block(vb);
865         } else
866                 spin_unlock(&vb->lock);
867 }
868
869 /**
870  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
871  *
872  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
873  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
874  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
875  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
876  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
877  *
878  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
879  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
880  * from the vmap layer.
881  */
882 void vm_unmap_aliases(void)
883 {
884         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
885         int cpu;
886         int flush = 0;
887
888         if (unlikely(!vmap_initialized))
889                 return;
890
891         for_each_possible_cpu(cpu) {
892                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
893                 struct vmap_block *vb;
894
895                 rcu_read_lock();
896                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
897                         int i;
898
899                         spin_lock(&vb->lock);
900                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
901                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
902                                 unsigned long s, e;
903                                 int j;
904                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
905                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
906
907                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
908                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
909                                 vunmap_page_range(s, e);
910                                 flush = 1;
911
912                                 if (s < start)
913                                         start = s;
914                                 if (e > end)
915                                         end = e;
916
917                                 i = j;
918                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
919                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
920                         }
921                         spin_unlock(&vb->lock);
922                 }
923                 rcu_read_unlock();
924         }
925
926         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
927 }
928 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
929
930 /**
931  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
932  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
933  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
934  */
935 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
936 {
937         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
938         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
939
940         BUG_ON(!addr);
941         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
942         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
943         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
944
945         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
946         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
947
948         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
949                 vb_free(mem, size);
950         else
951                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
952 }
953 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
954
955 /**
956  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
957  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
958  * @count: number of pages
959  * @node: prefer to allocate data structures on this node
960  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
961  *
962  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
963  */
964 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
965 {
966         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
967         unsigned long addr;
968         void *mem;
969
970         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
971                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
972                 if (IS_ERR(mem))
973                         return NULL;
974                 addr = (unsigned long)mem;
975         } else {
976                 struct vmap_area *va;
977                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
978                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
979                 if (IS_ERR(va))
980                         return NULL;
981
982                 addr = va->va_start;
983                 mem = (void *)addr;
984         }
985         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
986                 vm_unmap_ram(mem, count);
987                 return NULL;
988         }
989         return mem;
990 }
991 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
992
993 void __init vmalloc_init(void)
994 {
995         struct vmap_area *va;
996         struct vm_struct *tmp;
997         int i;
998
999         for_each_possible_cpu(i) {
1000                 struct vmap_block_queue *vbq;
1001
1002                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1003                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1004                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1005                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
1006                 vbq->nr_dirty = 0;
1007         }
1008
1009         /* Import existing vmlist entries. */
1010         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1011                 va = alloc_bootmem(sizeof(struct vmap_area));
1012                 va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
1013                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1014                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1015                 __insert_vmap_area(va);
1016         }
1017         vmap_initialized = true;
1018 }
1019
1020 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1021 {
1022         unsigned long end = addr + size;
1023
1024         flush_cache_vunmap(addr, end);
1025         vunmap_page_range(addr, end);
1026         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1027 }
1028
1029 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1030 {
1031         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1032         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1033         int err;
1034
1035         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1036         if (err > 0) {
1037                 *pages += err;
1038                 err = 0;
1039         }
1040
1041         return err;
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1044
1045 /*** Old vmalloc interfaces ***/
1046 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
1047 struct vm_struct *vmlist;
1048
1049 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1050                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
1051                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
1052 {
1053         static struct vmap_area *va;
1054         struct vm_struct *area;
1055         struct vm_struct *tmp, **p;
1056         unsigned long align = 1;
1057
1058         BUG_ON(in_interrupt());
1059         if (flags & VM_IOREMAP) {
1060                 int bit = fls(size);
1061
1062                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1063                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1064                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1065                         bit = PAGE_SHIFT;
1066
1067                 align = 1ul << bit;
1068         }
1069
1070         size = PAGE_ALIGN(size);
1071         if (unlikely(!size))
1072                 return NULL;
1073
1074         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1075         if (unlikely(!area))
1076                 return NULL;
1077
1078         /*
1079          * We always allocate a guard page.
1080          */
1081         size += PAGE_SIZE;
1082
1083         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1084         if (IS_ERR(va)) {
1085                 kfree(area);
1086                 return NULL;
1087         }
1088
1089         area->flags = flags;
1090         area->addr = (void *)va->va_start;
1091         area->size = size;
1092         area->pages = NULL;
1093         area->nr_pages = 0;
1094         area->phys_addr = 0;
1095         area->caller = caller;
1096         va->private = area;
1097         va->flags |= VM_VM_AREA;
1098
1099         write_lock(&vmlist_lock);
1100         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1101                 if (tmp->addr >= area->addr)
1102                         break;
1103         }
1104         area->next = *p;
1105         *p = area;
1106         write_unlock(&vmlist_lock);
1107
1108         return area;
1109 }
1110
1111 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1112                                 unsigned long start, unsigned long end)
1113 {
1114         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1115                                                 __builtin_return_address(0));
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1118
1119 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1120                                        unsigned long start, unsigned long end,
1121                                        void *caller)
1122 {
1123         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1124                                   caller);
1125 }
1126
1127 /**
1128  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1129  *      @size:          size of the area
1130  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1131  *
1132  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1133  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1134  *      on success or %NULL on failure.
1135  */
1136 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1137 {
1138         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1139                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1140 }
1141
1142 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1143                                 void *caller)
1144 {
1145         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1146                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1147 }
1148
1149 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1150                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1151 {
1152         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1153                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1154 }
1155
1156 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1157 {
1158         struct vmap_area *va;
1159
1160         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1161         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1162                 return va->private;
1163
1164         return NULL;
1165 }
1166
1167 /**
1168  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1169  *      @addr:          base address
1170  *
1171  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1172  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1173  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1174  */
1175 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1176 {
1177         struct vmap_area *va;
1178
1179         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1180         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1181                 struct vm_struct *vm = va->private;
1182                 struct vm_struct *tmp, **p;
1183
1184                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1185                 free_unmap_vmap_area(va);
1186                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1187
1188                 write_lock(&vmlist_lock);
1189                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1190                         ;
1191                 *p = tmp->next;
1192                 write_unlock(&vmlist_lock);
1193
1194                 return vm;
1195         }
1196         return NULL;
1197 }
1198
1199 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1200 {
1201         struct vm_struct *area;
1202
1203         if (!addr)
1204                 return;
1205
1206         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1207                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1208                 return;
1209         }
1210
1211         area = remove_vm_area(addr);
1212         if (unlikely(!area)) {
1213                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1214                                 addr);
1215                 return;
1216         }
1217
1218         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1219         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1220
1221         if (deallocate_pages) {
1222                 int i;
1223
1224                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1225                         struct page *page = area->pages[i];
1226
1227                         BUG_ON(!page);
1228                         __free_page(page);
1229                 }
1230
1231                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1232                         vfree(area->pages);
1233                 else
1234                         kfree(area->pages);
1235         }
1236
1237         kfree(area);
1238         return;
1239 }
1240
1241 /**
1242  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1243  *      @addr:          memory base address
1244  *
1245  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1246  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1247  *      NULL, no operation is performed.
1248  *
1249  *      Must not be called in interrupt context.
1250  */
1251 void vfree(const void *addr)
1252 {
1253         BUG_ON(in_interrupt());
1254         __vunmap(addr, 1);
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1257
1258 /**
1259  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1260  *      @addr:          memory base address
1261  *
1262  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1263  *      which was created from the page array passed to vmap().
1264  *
1265  *      Must not be called in interrupt context.
1266  */
1267 void vunmap(const void *addr)
1268 {
1269         BUG_ON(in_interrupt());
1270         __vunmap(addr, 0);
1271 }
1272 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1273
1274 /**
1275  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1276  *      @pages:         array of page pointers
1277  *      @count:         number of pages to map
1278  *      @flags:         vm_area->flags
1279  *      @prot:          page protection for the mapping
1280  *
1281  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1282  *      space.
1283  */
1284 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1285                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1286 {
1287         struct vm_struct *area;
1288
1289         if (count > num_physpages)
1290                 return NULL;
1291
1292         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1293                                         __builtin_return_address(0));
1294         if (!area)
1295                 return NULL;
1296
1297         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1298                 vunmap(area->addr);
1299                 return NULL;
1300         }
1301
1302         return area->addr;
1303 }
1304 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1305
1306 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1307                             int node, void *caller);
1308 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1309                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1310 {
1311         struct page **pages;
1312         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1313
1314         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1315         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1316
1317         area->nr_pages = nr_pages;
1318         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1319         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1320                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1321                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1322                 area->flags |= VM_VPAGES;
1323         } else {
1324                 pages = kmalloc_node(array_size,
1325                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1326                                 node);
1327         }
1328         area->pages = pages;
1329         area->caller = caller;
1330         if (!area->pages) {
1331                 remove_vm_area(area->addr);
1332                 kfree(area);
1333                 return NULL;
1334         }
1335
1336         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1337                 struct page *page;
1338
1339                 if (node < 0)
1340                         page = alloc_page(gfp_mask);
1341                 else
1342                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1343
1344                 if (unlikely(!page)) {
1345                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1346                         area->nr_pages = i;
1347                         goto fail;
1348                 }
1349                 area->pages[i] = page;
1350         }
1351
1352         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1353                 goto fail;
1354         return area->addr;
1355
1356 fail:
1357         vfree(area->addr);
1358         return NULL;
1359 }
1360
1361 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1362 {
1363         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1364                                         __builtin_return_address(0));
1365 }
1366
1367 /**
1368  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1369  *      @size:          allocation size
1370  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1371  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1372  *      @node:          node to use for allocation or -1
1373  *      @caller:        caller's return address
1374  *
1375  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1376  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1377  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1378  */
1379 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1380                                                 int node, void *caller)
1381 {
1382         struct vm_struct *area;
1383
1384         size = PAGE_ALIGN(size);
1385         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1386                 return NULL;
1387
1388         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1389                                                 node, gfp_mask, caller);
1390
1391         if (!area)
1392                 return NULL;
1393
1394         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1395 }
1396
1397 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1398 {
1399         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1400                                 __builtin_return_address(0));
1401 }
1402 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1403
1404 /**
1405  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1406  *      @size:          allocation size
1407  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1408  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1409  *
1410  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1411  *      use __vmalloc() instead.
1412  */
1413 void *vmalloc(unsigned long size)
1414 {
1415         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1416                                         -1, __builtin_return_address(0));
1417 }
1418 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1419
1420 /**
1421  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1422  * @size: allocation size
1423  *
1424  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1425  * without leaking data.
1426  */
1427 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1428 {
1429         struct vm_struct *area;
1430         void *ret;
1431
1432         ret = __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1433                              PAGE_KERNEL, -1, __builtin_return_address(0));
1434         if (ret) {
1435                 area = find_vm_area(ret);
1436                 area->flags |= VM_USERMAP;
1437         }
1438         return ret;
1439 }
1440 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1441
1442 /**
1443  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1444  *      @size:          allocation size
1445  *      @node:          numa node
1446  *
1447  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1448  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1449  *
1450  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1451  *      use __vmalloc() instead.
1452  */
1453 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1454 {
1455         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1456                                         node, __builtin_return_address(0));
1457 }
1458 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1459
1460 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1461 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1462 #endif
1463
1464 /**
1465  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1466  *      @size:          allocation size
1467  *
1468  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1469  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1470  *      executable kernel virtual space.
1471  *
1472  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1473  *      use __vmalloc() instead.
1474  */
1475
1476 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1477 {
1478         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1479                               -1, __builtin_return_address(0));
1480 }
1481
1482 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1483 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1484 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1485 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1486 #else
1487 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1488 #endif
1489
1490 /**
1491  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1492  *      @size:          allocation size
1493  *
1494  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1495  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1496  */
1497 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1498 {
1499         return __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1500                               -1, __builtin_return_address(0));
1501 }
1502 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1503
1504 /**
1505  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1506  *      @size:          allocation size
1507  *
1508  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1509  * mapped to userspace without leaking data.
1510  */
1511 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1512 {
1513         struct vm_struct *area;
1514         void *ret;
1515
1516         ret = __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1517                              -1, __builtin_return_address(0));
1518         if (ret) {
1519                 area = find_vm_area(ret);
1520                 area->flags |= VM_USERMAP;
1521         }
1522         return ret;
1523 }
1524 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1525
1526 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1527 {
1528         struct vm_struct *tmp;
1529         char *vaddr, *buf_start = buf;
1530         unsigned long n;
1531
1532         /* Don't allow overflow */
1533         if ((unsigned long) addr + count < count)
1534                 count = -(unsigned long) addr;
1535
1536         read_lock(&vmlist_lock);
1537         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1538                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1539                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1540                         continue;
1541                 while (addr < vaddr) {
1542                         if (count == 0)
1543                                 goto finished;
1544                         *buf = '\0';
1545                         buf++;
1546                         addr++;
1547                         count--;
1548                 }
1549                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1550                 do {
1551                         if (count == 0)
1552                                 goto finished;
1553                         *buf = *addr;
1554                         buf++;
1555                         addr++;
1556                         count--;
1557                 } while (--n > 0);
1558         }
1559 finished:
1560         read_unlock(&vmlist_lock);
1561         return buf - buf_start;
1562 }
1563
1564 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1565 {
1566         struct vm_struct *tmp;
1567         char *vaddr, *buf_start = buf;
1568         unsigned long n;
1569
1570         /* Don't allow overflow */
1571         if ((unsigned long) addr + count < count)
1572                 count = -(unsigned long) addr;
1573
1574         read_lock(&vmlist_lock);
1575         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1576                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1577                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1578                         continue;
1579                 while (addr < vaddr) {
1580                         if (count == 0)
1581                                 goto finished;
1582                         buf++;
1583                         addr++;
1584                         count--;
1585                 }
1586                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1587                 do {
1588                         if (count == 0)
1589                                 goto finished;
1590                         *addr = *buf;
1591                         buf++;
1592                         addr++;
1593                         count--;
1594                 } while (--n > 0);
1595         }
1596 finished:
1597         read_unlock(&vmlist_lock);
1598         return buf - buf_start;
1599 }
1600
1601 /**
1602  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1603  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1604  *      @addr:          vmalloc memory
1605  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1606  *
1607  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1608  *
1609  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1610  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1611  *      that criteria isn't met.
1612  *
1613  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1614  */
1615 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1616                                                 unsigned long pgoff)
1617 {
1618         struct vm_struct *area;
1619         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1620         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1621
1622         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1623                 return -EINVAL;
1624
1625         area = find_vm_area(addr);
1626         if (!area)
1627                 return -EINVAL;
1628
1629         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1630                 return -EINVAL;
1631
1632         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1633                 return -EINVAL;
1634
1635         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1636         do {
1637                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1638                 int ret;
1639
1640                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1641                 if (ret)
1642                         return ret;
1643
1644                 uaddr += PAGE_SIZE;
1645                 addr += PAGE_SIZE;
1646                 usize -= PAGE_SIZE;
1647         } while (usize > 0);
1648
1649         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1650         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1651
1652         return 0;
1653 }
1654 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1655
1656 /*
1657  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1658  * have one.
1659  */
1660 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1661 {
1662 }
1663
1664
1665 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1666 {
1667         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 /**
1672  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1673  *      @size:          size of the area
1674  *
1675  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1676  *
1677  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1678  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1679  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1680  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1681  *      processes.
1682  */
1683 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1684 {
1685         struct vm_struct *area;
1686
1687         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1688                                 __builtin_return_address(0));
1689         if (area == NULL)
1690                 return NULL;
1691
1692         /*
1693          * This ensures that page tables are constructed for this region
1694          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1695          */
1696         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1697                                 area->size, f, NULL)) {
1698                 free_vm_area(area);
1699                 return NULL;
1700         }
1701
1702         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1703            mappings */
1704         vmalloc_sync_all();
1705
1706         return area;
1707 }
1708 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1709
1710 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1711 {
1712         struct vm_struct *ret;
1713         ret = remove_vm_area(area->addr);
1714         BUG_ON(ret != area);
1715         kfree(area);
1716 }
1717 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1718
1719
1720 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1721 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1722 {
1723         loff_t n = *pos;
1724         struct vm_struct *v;
1725
1726         read_lock(&vmlist_lock);
1727         v = vmlist;
1728         while (n > 0 && v) {
1729                 n--;
1730                 v = v->next;
1731         }
1732         if (!n)
1733                 return v;
1734
1735         return NULL;
1736
1737 }
1738
1739 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1740 {
1741         struct vm_struct *v = p;
1742
1743         ++*pos;
1744         return v->next;
1745 }
1746
1747 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1748 {
1749         read_unlock(&vmlist_lock);
1750 }
1751
1752 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1753 {
1754         if (NUMA_BUILD) {
1755                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1756
1757                 if (!counters)
1758                         return;
1759
1760                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1761
1762                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1763                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1764
1765                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1766                         if (counters[nr])
1767                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1768         }
1769 }
1770
1771 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1772 {
1773         struct vm_struct *v = p;
1774
1775         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1776                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1777
1778         if (v->caller) {
1779                 char buff[KSYM_SYMBOL_LEN];
1780
1781                 seq_putc(m, ' ');
1782                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1783                 seq_puts(m, buff);
1784         }
1785
1786         if (v->nr_pages)
1787                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1788
1789         if (v->phys_addr)
1790                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1791
1792         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1793                 seq_printf(m, " ioremap");
1794
1795         if (v->flags & VM_ALLOC)
1796                 seq_printf(m, " vmalloc");
1797
1798         if (v->flags & VM_MAP)
1799                 seq_printf(m, " vmap");
1800
1801         if (v->flags & VM_USERMAP)
1802                 seq_printf(m, " user");
1803
1804         if (v->flags & VM_VPAGES)
1805                 seq_printf(m, " vpages");
1806
1807         show_numa_info(m, v);
1808         seq_putc(m, '\n');
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1813         .start = s_start,
1814         .next = s_next,
1815         .stop = s_stop,
1816         .show = s_show,
1817 };
1818
1819 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1820 {
1821         unsigned int *ptr = NULL;
1822         int ret;
1823
1824         if (NUMA_BUILD)
1825                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1826         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1827         if (!ret) {
1828                 struct seq_file *m = file->private_data;
1829                 m->private = ptr;
1830         } else
1831                 kfree(ptr);
1832         return ret;
1833 }
1834
1835 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1836         .open           = vmalloc_open,
1837         .read           = seq_read,
1838         .llseek         = seq_lseek,
1839         .release        = seq_release_private,
1840 };
1841
1842 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1843 {
1844         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1845         return 0;
1846 }
1847 module_init(proc_vmalloc_init);
1848 #endif
1849