vmalloc: add un/map_kernel_range_noflush()
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / vmalloc.c
1 /*
2  *  linux/mm/vmalloc.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
5  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
6  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
7  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
8  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
9  */
10
11 #include <linux/vmalloc.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/highmem.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/debugobjects.h>
21 #include <linux/kallsyms.h>
22 #include <linux/list.h>
23 #include <linux/rbtree.h>
24 #include <linux/radix-tree.h>
25 #include <linux/rcupdate.h>
26 #include <linux/bootmem.h>
27 #include <linux/pfn.h>
28
29 #include <asm/atomic.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include <asm/tlbflush.h>
32
33
34 /*** Page table manipulation functions ***/
35
36 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
37 {
38         pte_t *pte;
39
40         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
41         do {
42                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
43                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
44         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
45 }
46
47 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
48 {
49         pmd_t *pmd;
50         unsigned long next;
51
52         pmd = pmd_offset(pud, addr);
53         do {
54                 next = pmd_addr_end(addr, end);
55                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
56                         continue;
57                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
58         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
59 }
60
61 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
62 {
63         pud_t *pud;
64         unsigned long next;
65
66         pud = pud_offset(pgd, addr);
67         do {
68                 next = pud_addr_end(addr, end);
69                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
70                         continue;
71                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
72         } while (pud++, addr = next, addr != end);
73 }
74
75 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
76 {
77         pgd_t *pgd;
78         unsigned long next;
79
80         BUG_ON(addr >= end);
81         pgd = pgd_offset_k(addr);
82         do {
83                 next = pgd_addr_end(addr, end);
84                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
85                         continue;
86                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
87         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
88 }
89
90 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
91                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
92 {
93         pte_t *pte;
94
95         /*
96          * nr is a running index into the array which helps higher level
97          * callers keep track of where we're up to.
98          */
99
100         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
101         if (!pte)
102                 return -ENOMEM;
103         do {
104                 struct page *page = pages[*nr];
105
106                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
107                         return -EBUSY;
108                 if (WARN_ON(!page))
109                         return -ENOMEM;
110                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
111                 (*nr)++;
112         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
113         return 0;
114 }
115
116 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
117                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
118 {
119         pmd_t *pmd;
120         unsigned long next;
121
122         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
123         if (!pmd)
124                 return -ENOMEM;
125         do {
126                 next = pmd_addr_end(addr, end);
127                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
128                         return -ENOMEM;
129         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
130         return 0;
131 }
132
133 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
134                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
135 {
136         pud_t *pud;
137         unsigned long next;
138
139         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
140         if (!pud)
141                 return -ENOMEM;
142         do {
143                 next = pud_addr_end(addr, end);
144                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
145                         return -ENOMEM;
146         } while (pud++, addr = next, addr != end);
147         return 0;
148 }
149
150 /*
151  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
152  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
153  *
154  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
155  */
156 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
157                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
158 {
159         pgd_t *pgd;
160         unsigned long next;
161         unsigned long addr = start;
162         int err = 0;
163         int nr = 0;
164
165         BUG_ON(addr >= end);
166         pgd = pgd_offset_k(addr);
167         do {
168                 next = pgd_addr_end(addr, end);
169                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
170                 if (err)
171                         break;
172         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
173
174         if (unlikely(err))
175                 return err;
176         return nr;
177 }
178
179 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
180                            pgprot_t prot, struct page **pages)
181 {
182         int ret;
183
184         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
185         flush_cache_vmap(start, end);
186         return ret;
187 }
188
189 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
190 {
191         /*
192          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
193          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
194          * just put it in the vmalloc space.
195          */
196 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
197         unsigned long addr = (unsigned long)x;
198         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
199                 return 1;
200 #endif
201         return is_vmalloc_addr(x);
202 }
203
204 /*
205  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
206  */
207 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
208 {
209         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
210         struct page *page = NULL;
211         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
212
213         /*
214          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
215          * architectures that do not vmalloc module space
216          */
217         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
218
219         if (!pgd_none(*pgd)) {
220                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
221                 if (!pud_none(*pud)) {
222                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
223                         if (!pmd_none(*pmd)) {
224                                 pte_t *ptep, pte;
225
226                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
227                                 pte = *ptep;
228                                 if (pte_present(pte))
229                                         page = pte_page(pte);
230                                 pte_unmap(ptep);
231                         }
232                 }
233         }
234         return page;
235 }
236 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
237
238 /*
239  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
240  */
241 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
242 {
243         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
244 }
245 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
246
247
248 /*** Global kva allocator ***/
249
250 #define VM_LAZY_FREE    0x01
251 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
252 #define VM_VM_AREA      0x04
253
254 struct vmap_area {
255         unsigned long va_start;
256         unsigned long va_end;
257         unsigned long flags;
258         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
259         struct list_head list;          /* address sorted list */
260         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
261         void *private;
262         struct rcu_head rcu_head;
263 };
264
265 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
266 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
267 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
268
269 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
270 {
271         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
272
273         while (n) {
274                 struct vmap_area *va;
275
276                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
277                 if (addr < va->va_start)
278                         n = n->rb_left;
279                 else if (addr > va->va_start)
280                         n = n->rb_right;
281                 else
282                         return va;
283         }
284
285         return NULL;
286 }
287
288 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
289 {
290         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
291         struct rb_node *parent = NULL;
292         struct rb_node *tmp;
293
294         while (*p) {
295                 struct vmap_area *tmp;
296
297                 parent = *p;
298                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
299                 if (va->va_start < tmp->va_end)
300                         p = &(*p)->rb_left;
301                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
302                         p = &(*p)->rb_right;
303                 else
304                         BUG();
305         }
306
307         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
308         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
309
310         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
311         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
312         if (tmp) {
313                 struct vmap_area *prev;
314                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
315                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
316         } else
317                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
318 }
319
320 static void purge_vmap_area_lazy(void);
321
322 /*
323  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
324  * vstart and vend.
325  */
326 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
327                                 unsigned long align,
328                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
329                                 int node, gfp_t gfp_mask)
330 {
331         struct vmap_area *va;
332         struct rb_node *n;
333         unsigned long addr;
334         int purged = 0;
335
336         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
337
338         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
339                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
340         if (unlikely(!va))
341                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
342
343 retry:
344         addr = ALIGN(vstart, align);
345
346         spin_lock(&vmap_area_lock);
347         /* XXX: could have a last_hole cache */
348         n = vmap_area_root.rb_node;
349         if (n) {
350                 struct vmap_area *first = NULL;
351
352                 do {
353                         struct vmap_area *tmp;
354                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
355                         if (tmp->va_end >= addr) {
356                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
357                                         first = tmp;
358                                 n = n->rb_left;
359                         } else {
360                                 first = tmp;
361                                 n = n->rb_right;
362                         }
363                 } while (n);
364
365                 if (!first)
366                         goto found;
367
368                 if (first->va_end < addr) {
369                         n = rb_next(&first->rb_node);
370                         if (n)
371                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
372                         else
373                                 goto found;
374                 }
375
376                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
377                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
378
379                         n = rb_next(&first->rb_node);
380                         if (n)
381                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
382                         else
383                                 goto found;
384                 }
385         }
386 found:
387         if (addr + size > vend) {
388                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
389                 if (!purged) {
390                         purge_vmap_area_lazy();
391                         purged = 1;
392                         goto retry;
393                 }
394                 if (printk_ratelimit())
395                         printk(KERN_WARNING
396                                 "vmap allocation for size %lu failed: "
397                                 "use vmalloc=<size> to increase size.\n", size);
398                 return ERR_PTR(-EBUSY);
399         }
400
401         BUG_ON(addr & (align-1));
402
403         va->va_start = addr;
404         va->va_end = addr + size;
405         va->flags = 0;
406         __insert_vmap_area(va);
407         spin_unlock(&vmap_area_lock);
408
409         return va;
410 }
411
412 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
413 {
414         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
415
416         kfree(va);
417 }
418
419 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
420 {
421         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
422         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
423         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
424         list_del_rcu(&va->list);
425
426         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
427 }
428
429 /*
430  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
431  */
432 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
433 {
434         spin_lock(&vmap_area_lock);
435         __free_vmap_area(va);
436         spin_unlock(&vmap_area_lock);
437 }
438
439 /*
440  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
441  */
442 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
443 {
444         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
445 }
446
447 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
448 {
449         /*
450          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
451          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
452          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
453          * space after a page has been freed.
454          *
455          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
456          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
457          *
458          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
459          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
460          * faster).
461          */
462 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
463         vunmap_page_range(start, end);
464         flush_tlb_kernel_range(start, end);
465 #endif
466 }
467
468 /*
469  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
470  * before attempting to purge with a TLB flush.
471  *
472  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
473  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
474  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
475  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
476  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
477  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
478  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
479  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
480  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
481  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
482  * becomes a problem on bigger systems.
483  */
484 static unsigned long lazy_max_pages(void)
485 {
486         unsigned int log;
487
488         log = fls(num_online_cpus());
489
490         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
491 }
492
493 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
494
495 /*
496  * Purges all lazily-freed vmap areas.
497  *
498  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
499  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
500  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
501  * their own TLB flushing).
502  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
503  *              *end = max(*end, highest purged address)
504  */
505 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
506                                         int sync, int force_flush)
507 {
508         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
509         LIST_HEAD(valist);
510         struct vmap_area *va;
511         int nr = 0;
512
513         /*
514          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
515          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
516          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
517          */
518         if (!sync && !force_flush) {
519                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
520                         return;
521         } else
522                 spin_lock(&purge_lock);
523
524         rcu_read_lock();
525         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
526                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
527                         if (va->va_start < *start)
528                                 *start = va->va_start;
529                         if (va->va_end > *end)
530                                 *end = va->va_end;
531                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
532                         unmap_vmap_area(va);
533                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
534                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
535                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
536                 }
537         }
538         rcu_read_unlock();
539
540         if (nr) {
541                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
542                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
543         }
544
545         if (nr || force_flush)
546                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
547
548         if (nr) {
549                 spin_lock(&vmap_area_lock);
550                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
551                         __free_vmap_area(va);
552                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
553         }
554         spin_unlock(&purge_lock);
555 }
556
557 /*
558  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
559  * is already purging.
560  */
561 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
562 {
563         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
564
565         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
566 }
567
568 /*
569  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
570  */
571 static void purge_vmap_area_lazy(void)
572 {
573         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
574
575         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
576 }
577
578 /*
579  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
580  * called for the correct range previously.
581  */
582 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
583 {
584         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
585         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
586         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
587                 try_purge_vmap_area_lazy();
588 }
589
590 /*
591  * Free and unmap a vmap area
592  */
593 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
594 {
595         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
596         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
597 }
598
599 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
600 {
601         struct vmap_area *va;
602
603         spin_lock(&vmap_area_lock);
604         va = __find_vmap_area(addr);
605         spin_unlock(&vmap_area_lock);
606
607         return va;
608 }
609
610 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
611 {
612         struct vmap_area *va;
613
614         va = find_vmap_area(addr);
615         BUG_ON(!va);
616         free_unmap_vmap_area(va);
617 }
618
619
620 /*** Per cpu kva allocator ***/
621
622 /*
623  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
624  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
625  */
626 /*
627  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
628  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
629  * instead (we just need a rough idea)
630  */
631 #if BITS_PER_LONG == 32
632 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
633 #else
634 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
635 #endif
636
637 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
638 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
639 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
640 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
641 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
642 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
643 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
644                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
645                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
646
647 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
648
649 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
650
651 struct vmap_block_queue {
652         spinlock_t lock;
653         struct list_head free;
654         struct list_head dirty;
655         unsigned int nr_dirty;
656 };
657
658 struct vmap_block {
659         spinlock_t lock;
660         struct vmap_area *va;
661         struct vmap_block_queue *vbq;
662         unsigned long free, dirty;
663         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
664         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
665         union {
666                 struct {
667                         struct list_head free_list;
668                         struct list_head dirty_list;
669                 };
670                 struct rcu_head rcu_head;
671         };
672 };
673
674 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
675 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
676
677 /*
678  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
679  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
680  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
681  */
682 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
683 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
684
685 /*
686  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
687  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
688  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
689  * big problem.
690  */
691
692 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
693 {
694         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
695         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
696         return addr;
697 }
698
699 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
700 {
701         struct vmap_block_queue *vbq;
702         struct vmap_block *vb;
703         struct vmap_area *va;
704         unsigned long vb_idx;
705         int node, err;
706
707         node = numa_node_id();
708
709         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
710                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
711         if (unlikely(!vb))
712                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
713
714         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
715                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
716                                         node, gfp_mask);
717         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
718                 kfree(vb);
719                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
720         }
721
722         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
723         if (unlikely(err)) {
724                 kfree(vb);
725                 free_vmap_area(va);
726                 return ERR_PTR(err);
727         }
728
729         spin_lock_init(&vb->lock);
730         vb->va = va;
731         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
732         vb->dirty = 0;
733         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
734         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
735         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
736         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
737
738         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
739         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
740         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
741         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
742         BUG_ON(err);
743         radix_tree_preload_end();
744
745         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
746         vb->vbq = vbq;
747         spin_lock(&vbq->lock);
748         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
749         spin_unlock(&vbq->lock);
750         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
751
752         return vb;
753 }
754
755 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
756 {
757         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
758
759         kfree(vb);
760 }
761
762 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
763 {
764         struct vmap_block *tmp;
765         unsigned long vb_idx;
766
767         spin_lock(&vb->vbq->lock);
768         if (!list_empty(&vb->free_list))
769                 list_del(&vb->free_list);
770         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
771                 list_del(&vb->dirty_list);
772         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
773
774         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
775         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
776         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
777         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
778         BUG_ON(tmp != vb);
779
780         free_unmap_vmap_area_noflush(vb->va);
781         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
782 }
783
784 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
785 {
786         struct vmap_block_queue *vbq;
787         struct vmap_block *vb;
788         unsigned long addr = 0;
789         unsigned int order;
790
791         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
792         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
793         order = get_order(size);
794
795 again:
796         rcu_read_lock();
797         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
798         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
799                 int i;
800
801                 spin_lock(&vb->lock);
802                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
803                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
804
805                 if (i >= 0) {
806                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
807                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
808                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
809                         vb->free -= 1UL << order;
810                         if (vb->free == 0) {
811                                 spin_lock(&vbq->lock);
812                                 list_del_init(&vb->free_list);
813                                 spin_unlock(&vbq->lock);
814                         }
815                         spin_unlock(&vb->lock);
816                         break;
817                 }
818                 spin_unlock(&vb->lock);
819         }
820         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
821         rcu_read_unlock();
822
823         if (!addr) {
824                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
825                 if (IS_ERR(vb))
826                         return vb;
827                 goto again;
828         }
829
830         return (void *)addr;
831 }
832
833 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
834 {
835         unsigned long offset;
836         unsigned long vb_idx;
837         unsigned int order;
838         struct vmap_block *vb;
839
840         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
841         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
842
843         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
844
845         order = get_order(size);
846
847         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
848
849         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
850         rcu_read_lock();
851         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
852         rcu_read_unlock();
853         BUG_ON(!vb);
854
855         spin_lock(&vb->lock);
856         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
857         if (!vb->dirty) {
858                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
859                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
860                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
861         }
862         vb->dirty += 1UL << order;
863         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
864                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
865                 spin_unlock(&vb->lock);
866                 free_vmap_block(vb);
867         } else
868                 spin_unlock(&vb->lock);
869 }
870
871 /**
872  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
873  *
874  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
875  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
876  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
877  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
878  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
879  *
880  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
881  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
882  * from the vmap layer.
883  */
884 void vm_unmap_aliases(void)
885 {
886         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
887         int cpu;
888         int flush = 0;
889
890         if (unlikely(!vmap_initialized))
891                 return;
892
893         for_each_possible_cpu(cpu) {
894                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
895                 struct vmap_block *vb;
896
897                 rcu_read_lock();
898                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
899                         int i;
900
901                         spin_lock(&vb->lock);
902                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
903                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
904                                 unsigned long s, e;
905                                 int j;
906                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
907                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
908
909                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
910                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
911                                 vunmap_page_range(s, e);
912                                 flush = 1;
913
914                                 if (s < start)
915                                         start = s;
916                                 if (e > end)
917                                         end = e;
918
919                                 i = j;
920                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
921                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
922                         }
923                         spin_unlock(&vb->lock);
924                 }
925                 rcu_read_unlock();
926         }
927
928         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
931
932 /**
933  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
934  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
935  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
936  */
937 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
938 {
939         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
940         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
941
942         BUG_ON(!addr);
943         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
944         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
945         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
946
947         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
948         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
949
950         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
951                 vb_free(mem, size);
952         else
953                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
954 }
955 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
956
957 /**
958  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
959  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
960  * @count: number of pages
961  * @node: prefer to allocate data structures on this node
962  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
963  *
964  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
965  */
966 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
967 {
968         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
969         unsigned long addr;
970         void *mem;
971
972         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
973                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
974                 if (IS_ERR(mem))
975                         return NULL;
976                 addr = (unsigned long)mem;
977         } else {
978                 struct vmap_area *va;
979                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
980                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
981                 if (IS_ERR(va))
982                         return NULL;
983
984                 addr = va->va_start;
985                 mem = (void *)addr;
986         }
987         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
988                 vm_unmap_ram(mem, count);
989                 return NULL;
990         }
991         return mem;
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
994
995 /**
996  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
997  * @vm: vm_struct to register
998  * @size: size of area to register
999  *
1000  * This function is used to register kernel vm area before
1001  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1002  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1003  * vm->addr contains the allocated address.
1004  *
1005  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1006  */
1007 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm)
1008 {
1009         static size_t vm_init_off __initdata;
1010
1011         vm->addr = (void *)VMALLOC_START + vm_init_off;
1012         vm_init_off = PFN_ALIGN(vm_init_off + vm->size);
1013
1014         vm->next = vmlist;
1015         vmlist = vm;
1016 }
1017
1018 void __init vmalloc_init(void)
1019 {
1020         struct vmap_area *va;
1021         struct vm_struct *tmp;
1022         int i;
1023
1024         for_each_possible_cpu(i) {
1025                 struct vmap_block_queue *vbq;
1026
1027                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1028                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1029                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1030                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
1031                 vbq->nr_dirty = 0;
1032         }
1033
1034         /* Import existing vmlist entries. */
1035         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1036                 va = alloc_bootmem(sizeof(struct vmap_area));
1037                 va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
1038                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1039                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1040                 __insert_vmap_area(va);
1041         }
1042         vmap_initialized = true;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1047  * @addr: start of the VM area to map
1048  * @size: size of the VM area to map
1049  * @prot: page protection flags to use
1050  * @pages: pages to map
1051  *
1052  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1053  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1054  * friends.
1055  *
1056  * NOTE:
1057  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1058  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1059  * before calling this function.
1060  *
1061  * RETURNS:
1062  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1063  */
1064 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1065                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1066 {
1067         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1068 }
1069
1070 /**
1071  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1072  * @addr: start of the VM area to unmap
1073  * @size: size of the VM area to unmap
1074  *
1075  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1076  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1077  * friends.
1078  *
1079  * NOTE:
1080  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1081  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1082  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1083  */
1084 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1085 {
1086         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1087 }
1088
1089 /**
1090  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1091  * @addr: start of the VM area to unmap
1092  * @size: size of the VM area to unmap
1093  *
1094  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1095  * the unmapping and tlb after.
1096  */
1097 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1098 {
1099         unsigned long end = addr + size;
1100
1101         flush_cache_vunmap(addr, end);
1102         vunmap_page_range(addr, end);
1103         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1104 }
1105
1106 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1107 {
1108         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1109         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1110         int err;
1111
1112         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1113         if (err > 0) {
1114                 *pages += err;
1115                 err = 0;
1116         }
1117
1118         return err;
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1121
1122 /*** Old vmalloc interfaces ***/
1123 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
1124 struct vm_struct *vmlist;
1125
1126 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1127                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
1128                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
1129 {
1130         static struct vmap_area *va;
1131         struct vm_struct *area;
1132         struct vm_struct *tmp, **p;
1133         unsigned long align = 1;
1134
1135         BUG_ON(in_interrupt());
1136         if (flags & VM_IOREMAP) {
1137                 int bit = fls(size);
1138
1139                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1140                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1141                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1142                         bit = PAGE_SHIFT;
1143
1144                 align = 1ul << bit;
1145         }
1146
1147         size = PAGE_ALIGN(size);
1148         if (unlikely(!size))
1149                 return NULL;
1150
1151         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1152         if (unlikely(!area))
1153                 return NULL;
1154
1155         /*
1156          * We always allocate a guard page.
1157          */
1158         size += PAGE_SIZE;
1159
1160         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1161         if (IS_ERR(va)) {
1162                 kfree(area);
1163                 return NULL;
1164         }
1165
1166         area->flags = flags;
1167         area->addr = (void *)va->va_start;
1168         area->size = size;
1169         area->pages = NULL;
1170         area->nr_pages = 0;
1171         area->phys_addr = 0;
1172         area->caller = caller;
1173         va->private = area;
1174         va->flags |= VM_VM_AREA;
1175
1176         write_lock(&vmlist_lock);
1177         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1178                 if (tmp->addr >= area->addr)
1179                         break;
1180         }
1181         area->next = *p;
1182         *p = area;
1183         write_unlock(&vmlist_lock);
1184
1185         return area;
1186 }
1187
1188 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1189                                 unsigned long start, unsigned long end)
1190 {
1191         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1192                                                 __builtin_return_address(0));
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1195
1196 /**
1197  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1198  *      @size:          size of the area
1199  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1200  *
1201  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1202  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1203  *      on success or %NULL on failure.
1204  */
1205 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1206 {
1207         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1208                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1209 }
1210
1211 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1212                                 void *caller)
1213 {
1214         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1215                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1216 }
1217
1218 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1219                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1220 {
1221         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1222                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1223 }
1224
1225 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1226 {
1227         struct vmap_area *va;
1228
1229         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1230         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1231                 return va->private;
1232
1233         return NULL;
1234 }
1235
1236 /**
1237  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1238  *      @addr:          base address
1239  *
1240  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1241  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1242  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1243  */
1244 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1245 {
1246         struct vmap_area *va;
1247
1248         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1249         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1250                 struct vm_struct *vm = va->private;
1251                 struct vm_struct *tmp, **p;
1252
1253                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1254                 free_unmap_vmap_area(va);
1255                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1256
1257                 write_lock(&vmlist_lock);
1258                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1259                         ;
1260                 *p = tmp->next;
1261                 write_unlock(&vmlist_lock);
1262
1263                 return vm;
1264         }
1265         return NULL;
1266 }
1267
1268 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1269 {
1270         struct vm_struct *area;
1271
1272         if (!addr)
1273                 return;
1274
1275         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1276                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1277                 return;
1278         }
1279
1280         area = remove_vm_area(addr);
1281         if (unlikely(!area)) {
1282                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1283                                 addr);
1284                 return;
1285         }
1286
1287         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1288         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1289
1290         if (deallocate_pages) {
1291                 int i;
1292
1293                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1294                         struct page *page = area->pages[i];
1295
1296                         BUG_ON(!page);
1297                         __free_page(page);
1298                 }
1299
1300                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1301                         vfree(area->pages);
1302                 else
1303                         kfree(area->pages);
1304         }
1305
1306         kfree(area);
1307         return;
1308 }
1309
1310 /**
1311  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1312  *      @addr:          memory base address
1313  *
1314  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1315  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1316  *      NULL, no operation is performed.
1317  *
1318  *      Must not be called in interrupt context.
1319  */
1320 void vfree(const void *addr)
1321 {
1322         BUG_ON(in_interrupt());
1323         __vunmap(addr, 1);
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1326
1327 /**
1328  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1329  *      @addr:          memory base address
1330  *
1331  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1332  *      which was created from the page array passed to vmap().
1333  *
1334  *      Must not be called in interrupt context.
1335  */
1336 void vunmap(const void *addr)
1337 {
1338         BUG_ON(in_interrupt());
1339         __vunmap(addr, 0);
1340 }
1341 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1342
1343 /**
1344  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1345  *      @pages:         array of page pointers
1346  *      @count:         number of pages to map
1347  *      @flags:         vm_area->flags
1348  *      @prot:          page protection for the mapping
1349  *
1350  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1351  *      space.
1352  */
1353 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1354                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1355 {
1356         struct vm_struct *area;
1357
1358         if (count > num_physpages)
1359                 return NULL;
1360
1361         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1362                                         __builtin_return_address(0));
1363         if (!area)
1364                 return NULL;
1365
1366         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1367                 vunmap(area->addr);
1368                 return NULL;
1369         }
1370
1371         return area->addr;
1372 }
1373 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1374
1375 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1376                             int node, void *caller);
1377 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1378                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1379 {
1380         struct page **pages;
1381         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1382
1383         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1384         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1385
1386         area->nr_pages = nr_pages;
1387         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1388         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1389                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1390                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1391                 area->flags |= VM_VPAGES;
1392         } else {
1393                 pages = kmalloc_node(array_size,
1394                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1395                                 node);
1396         }
1397         area->pages = pages;
1398         area->caller = caller;
1399         if (!area->pages) {
1400                 remove_vm_area(area->addr);
1401                 kfree(area);
1402                 return NULL;
1403         }
1404
1405         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1406                 struct page *page;
1407
1408                 if (node < 0)
1409                         page = alloc_page(gfp_mask);
1410                 else
1411                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1412
1413                 if (unlikely(!page)) {
1414                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1415                         area->nr_pages = i;
1416                         goto fail;
1417                 }
1418                 area->pages[i] = page;
1419         }
1420
1421         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1422                 goto fail;
1423         return area->addr;
1424
1425 fail:
1426         vfree(area->addr);
1427         return NULL;
1428 }
1429
1430 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1431 {
1432         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1433                                         __builtin_return_address(0));
1434 }
1435
1436 /**
1437  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1438  *      @size:          allocation size
1439  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1440  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1441  *      @node:          node to use for allocation or -1
1442  *      @caller:        caller's return address
1443  *
1444  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1445  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1446  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1447  */
1448 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1449                                                 int node, void *caller)
1450 {
1451         struct vm_struct *area;
1452
1453         size = PAGE_ALIGN(size);
1454         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1455                 return NULL;
1456
1457         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1458                                                 node, gfp_mask, caller);
1459
1460         if (!area)
1461                 return NULL;
1462
1463         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1464 }
1465
1466 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1467 {
1468         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1469                                 __builtin_return_address(0));
1470 }
1471 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1472
1473 /**
1474  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1475  *      @size:          allocation size
1476  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1477  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1478  *
1479  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1480  *      use __vmalloc() instead.
1481  */
1482 void *vmalloc(unsigned long size)
1483 {
1484         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1485                                         -1, __builtin_return_address(0));
1486 }
1487 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1488
1489 /**
1490  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1491  * @size: allocation size
1492  *
1493  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1494  * without leaking data.
1495  */
1496 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1497 {
1498         struct vm_struct *area;
1499         void *ret;
1500
1501         ret = __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1502                              PAGE_KERNEL, -1, __builtin_return_address(0));
1503         if (ret) {
1504                 area = find_vm_area(ret);
1505                 area->flags |= VM_USERMAP;
1506         }
1507         return ret;
1508 }
1509 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1510
1511 /**
1512  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1513  *      @size:          allocation size
1514  *      @node:          numa node
1515  *
1516  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1517  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1518  *
1519  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1520  *      use __vmalloc() instead.
1521  */
1522 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1523 {
1524         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1525                                         node, __builtin_return_address(0));
1526 }
1527 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1528
1529 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1530 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1531 #endif
1532
1533 /**
1534  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1535  *      @size:          allocation size
1536  *
1537  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1538  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1539  *      executable kernel virtual space.
1540  *
1541  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1542  *      use __vmalloc() instead.
1543  */
1544
1545 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1546 {
1547         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1548                               -1, __builtin_return_address(0));
1549 }
1550
1551 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1552 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1553 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1554 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1555 #else
1556 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1557 #endif
1558
1559 /**
1560  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1561  *      @size:          allocation size
1562  *
1563  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1564  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1565  */
1566 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1567 {
1568         return __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1569                               -1, __builtin_return_address(0));
1570 }
1571 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1572
1573 /**
1574  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1575  *      @size:          allocation size
1576  *
1577  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1578  * mapped to userspace without leaking data.
1579  */
1580 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1581 {
1582         struct vm_struct *area;
1583         void *ret;
1584
1585         ret = __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1586                              -1, __builtin_return_address(0));
1587         if (ret) {
1588                 area = find_vm_area(ret);
1589                 area->flags |= VM_USERMAP;
1590         }
1591         return ret;
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1594
1595 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1596 {
1597         struct vm_struct *tmp;
1598         char *vaddr, *buf_start = buf;
1599         unsigned long n;
1600
1601         /* Don't allow overflow */
1602         if ((unsigned long) addr + count < count)
1603                 count = -(unsigned long) addr;
1604
1605         read_lock(&vmlist_lock);
1606         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1607                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1608                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1609                         continue;
1610                 while (addr < vaddr) {
1611                         if (count == 0)
1612                                 goto finished;
1613                         *buf = '\0';
1614                         buf++;
1615                         addr++;
1616                         count--;
1617                 }
1618                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1619                 do {
1620                         if (count == 0)
1621                                 goto finished;
1622                         *buf = *addr;
1623                         buf++;
1624                         addr++;
1625                         count--;
1626                 } while (--n > 0);
1627         }
1628 finished:
1629         read_unlock(&vmlist_lock);
1630         return buf - buf_start;
1631 }
1632
1633 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1634 {
1635         struct vm_struct *tmp;
1636         char *vaddr, *buf_start = buf;
1637         unsigned long n;
1638
1639         /* Don't allow overflow */
1640         if ((unsigned long) addr + count < count)
1641                 count = -(unsigned long) addr;
1642
1643         read_lock(&vmlist_lock);
1644         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1645                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1646                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1647                         continue;
1648                 while (addr < vaddr) {
1649                         if (count == 0)
1650                                 goto finished;
1651                         buf++;
1652                         addr++;
1653                         count--;
1654                 }
1655                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1656                 do {
1657                         if (count == 0)
1658                                 goto finished;
1659                         *addr = *buf;
1660                         buf++;
1661                         addr++;
1662                         count--;
1663                 } while (--n > 0);
1664         }
1665 finished:
1666         read_unlock(&vmlist_lock);
1667         return buf - buf_start;
1668 }
1669
1670 /**
1671  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1672  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1673  *      @addr:          vmalloc memory
1674  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1675  *
1676  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1677  *
1678  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1679  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1680  *      that criteria isn't met.
1681  *
1682  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1683  */
1684 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1685                                                 unsigned long pgoff)
1686 {
1687         struct vm_struct *area;
1688         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1689         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1690
1691         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1692                 return -EINVAL;
1693
1694         area = find_vm_area(addr);
1695         if (!area)
1696                 return -EINVAL;
1697
1698         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1699                 return -EINVAL;
1700
1701         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1702                 return -EINVAL;
1703
1704         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1705         do {
1706                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1707                 int ret;
1708
1709                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1710                 if (ret)
1711                         return ret;
1712
1713                 uaddr += PAGE_SIZE;
1714                 addr += PAGE_SIZE;
1715                 usize -= PAGE_SIZE;
1716         } while (usize > 0);
1717
1718         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1719         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1720
1721         return 0;
1722 }
1723 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1724
1725 /*
1726  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1727  * have one.
1728  */
1729 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1730 {
1731 }
1732
1733
1734 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1735 {
1736         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1737         return 0;
1738 }
1739
1740 /**
1741  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1742  *      @size:          size of the area
1743  *
1744  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1745  *
1746  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1747  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1748  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1749  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1750  *      processes.
1751  */
1752 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1753 {
1754         struct vm_struct *area;
1755
1756         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1757                                 __builtin_return_address(0));
1758         if (area == NULL)
1759                 return NULL;
1760
1761         /*
1762          * This ensures that page tables are constructed for this region
1763          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1764          */
1765         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1766                                 area->size, f, NULL)) {
1767                 free_vm_area(area);
1768                 return NULL;
1769         }
1770
1771         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1772            mappings */
1773         vmalloc_sync_all();
1774
1775         return area;
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1778
1779 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1780 {
1781         struct vm_struct *ret;
1782         ret = remove_vm_area(area->addr);
1783         BUG_ON(ret != area);
1784         kfree(area);
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1787
1788
1789 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1790 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1791 {
1792         loff_t n = *pos;
1793         struct vm_struct *v;
1794
1795         read_lock(&vmlist_lock);
1796         v = vmlist;
1797         while (n > 0 && v) {
1798                 n--;
1799                 v = v->next;
1800         }
1801         if (!n)
1802                 return v;
1803
1804         return NULL;
1805
1806 }
1807
1808 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1809 {
1810         struct vm_struct *v = p;
1811
1812         ++*pos;
1813         return v->next;
1814 }
1815
1816 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1817 {
1818         read_unlock(&vmlist_lock);
1819 }
1820
1821 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1822 {
1823         if (NUMA_BUILD) {
1824                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1825
1826                 if (!counters)
1827                         return;
1828
1829                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1830
1831                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1832                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1833
1834                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1835                         if (counters[nr])
1836                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1837         }
1838 }
1839
1840 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1841 {
1842         struct vm_struct *v = p;
1843
1844         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1845                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1846
1847         if (v->caller) {
1848                 char buff[KSYM_SYMBOL_LEN];
1849
1850                 seq_putc(m, ' ');
1851                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1852                 seq_puts(m, buff);
1853         }
1854
1855         if (v->nr_pages)
1856                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1857
1858         if (v->phys_addr)
1859                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1860
1861         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1862                 seq_printf(m, " ioremap");
1863
1864         if (v->flags & VM_ALLOC)
1865                 seq_printf(m, " vmalloc");
1866
1867         if (v->flags & VM_MAP)
1868                 seq_printf(m, " vmap");
1869
1870         if (v->flags & VM_USERMAP)
1871                 seq_printf(m, " user");
1872
1873         if (v->flags & VM_VPAGES)
1874                 seq_printf(m, " vpages");
1875
1876         show_numa_info(m, v);
1877         seq_putc(m, '\n');
1878         return 0;
1879 }
1880
1881 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1882         .start = s_start,
1883         .next = s_next,
1884         .stop = s_stop,
1885         .show = s_show,
1886 };
1887
1888 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1889 {
1890         unsigned int *ptr = NULL;
1891         int ret;
1892
1893         if (NUMA_BUILD)
1894                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1895         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1896         if (!ret) {
1897                 struct seq_file *m = file->private_data;
1898                 m->private = ptr;
1899         } else
1900                 kfree(ptr);
1901         return ret;
1902 }
1903
1904 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1905         .open           = vmalloc_open,
1906         .read           = seq_read,
1907         .llseek         = seq_lseek,
1908         .release        = seq_release_private,
1909 };
1910
1911 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1912 {
1913         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1914         return 0;
1915 }
1916 module_init(proc_vmalloc_init);
1917 #endif
1918