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