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