mm: mminit_validate_memmodel_limits(): remove redundant test
[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);
337         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
338
339         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
340                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
341         if (unlikely(!va))
342                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
343
344 retry:
345         addr = ALIGN(vstart, align);
346
347         spin_lock(&vmap_area_lock);
348         if (addr + size - 1 < addr)
349                 goto overflow;
350
351         /* XXX: could have a last_hole cache */
352         n = vmap_area_root.rb_node;
353         if (n) {
354                 struct vmap_area *first = NULL;
355
356                 do {
357                         struct vmap_area *tmp;
358                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
359                         if (tmp->va_end >= addr) {
360                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
361                                         first = tmp;
362                                 n = n->rb_left;
363                         } else {
364                                 first = tmp;
365                                 n = n->rb_right;
366                         }
367                 } while (n);
368
369                 if (!first)
370                         goto found;
371
372                 if (first->va_end < addr) {
373                         n = rb_next(&first->rb_node);
374                         if (n)
375                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
376                         else
377                                 goto found;
378                 }
379
380                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
381                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
382                         if (addr + size - 1 < addr)
383                                 goto overflow;
384
385                         n = rb_next(&first->rb_node);
386                         if (n)
387                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
388                         else
389                                 goto found;
390                 }
391         }
392 found:
393         if (addr + size > vend) {
394 overflow:
395                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
396                 if (!purged) {
397                         purge_vmap_area_lazy();
398                         purged = 1;
399                         goto retry;
400                 }
401                 if (printk_ratelimit())
402                         printk(KERN_WARNING
403                                 "vmap allocation for size %lu failed: "
404                                 "use vmalloc=<size> to increase size.\n", size);
405                 return ERR_PTR(-EBUSY);
406         }
407
408         BUG_ON(addr & (align-1));
409
410         va->va_start = addr;
411         va->va_end = addr + size;
412         va->flags = 0;
413         __insert_vmap_area(va);
414         spin_unlock(&vmap_area_lock);
415
416         return va;
417 }
418
419 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
420 {
421         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
422
423         kfree(va);
424 }
425
426 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
427 {
428         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
429         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
430         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
431         list_del_rcu(&va->list);
432
433         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
434 }
435
436 /*
437  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
438  */
439 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
440 {
441         spin_lock(&vmap_area_lock);
442         __free_vmap_area(va);
443         spin_unlock(&vmap_area_lock);
444 }
445
446 /*
447  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
448  */
449 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
450 {
451         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
452 }
453
454 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
455 {
456         /*
457          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
458          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
459          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
460          * space after a page has been freed.
461          *
462          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
463          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
464          *
465          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
466          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
467          * faster).
468          */
469 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
470         vunmap_page_range(start, end);
471         flush_tlb_kernel_range(start, end);
472 #endif
473 }
474
475 /*
476  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
477  * before attempting to purge with a TLB flush.
478  *
479  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
480  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
481  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
482  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
483  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
484  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
485  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
486  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
487  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
488  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
489  * becomes a problem on bigger systems.
490  */
491 static unsigned long lazy_max_pages(void)
492 {
493         unsigned int log;
494
495         log = fls(num_online_cpus());
496
497         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
498 }
499
500 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
501
502 /*
503  * Purges all lazily-freed vmap areas.
504  *
505  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
506  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
507  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
508  * their own TLB flushing).
509  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
510  *              *end = max(*end, highest purged address)
511  */
512 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
513                                         int sync, int force_flush)
514 {
515         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
516         LIST_HEAD(valist);
517         struct vmap_area *va;
518         struct vmap_area *n_va;
519         int nr = 0;
520
521         /*
522          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
523          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
524          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
525          */
526         if (!sync && !force_flush) {
527                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
528                         return;
529         } else
530                 spin_lock(&purge_lock);
531
532         rcu_read_lock();
533         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
534                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
535                         if (va->va_start < *start)
536                                 *start = va->va_start;
537                         if (va->va_end > *end)
538                                 *end = va->va_end;
539                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
540                         unmap_vmap_area(va);
541                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
542                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
543                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
544                 }
545         }
546         rcu_read_unlock();
547
548         if (nr) {
549                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
550                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
551         }
552
553         if (nr || force_flush)
554                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
555
556         if (nr) {
557                 spin_lock(&vmap_area_lock);
558                 list_for_each_entry_safe(va, n_va, &valist, purge_list)
559                         __free_vmap_area(va);
560                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
561         }
562         spin_unlock(&purge_lock);
563 }
564
565 /*
566  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
567  * is already purging.
568  */
569 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
570 {
571         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
572
573         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
574 }
575
576 /*
577  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
578  */
579 static void purge_vmap_area_lazy(void)
580 {
581         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
582
583         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
584 }
585
586 /*
587  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
588  * called for the correct range previously.
589  */
590 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
591 {
592         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
593         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
594         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
595                 try_purge_vmap_area_lazy();
596 }
597
598 /*
599  * Free and unmap a vmap area
600  */
601 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
602 {
603         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
604         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
605 }
606
607 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
608 {
609         struct vmap_area *va;
610
611         spin_lock(&vmap_area_lock);
612         va = __find_vmap_area(addr);
613         spin_unlock(&vmap_area_lock);
614
615         return va;
616 }
617
618 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
619 {
620         struct vmap_area *va;
621
622         va = find_vmap_area(addr);
623         BUG_ON(!va);
624         free_unmap_vmap_area(va);
625 }
626
627
628 /*** Per cpu kva allocator ***/
629
630 /*
631  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
632  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
633  */
634 /*
635  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
636  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
637  * instead (we just need a rough idea)
638  */
639 #if BITS_PER_LONG == 32
640 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
641 #else
642 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
643 #endif
644
645 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
646 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
647 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
648 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
649 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
650 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
651 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
652                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
653                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
654
655 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
656
657 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
658
659 struct vmap_block_queue {
660         spinlock_t lock;
661         struct list_head free;
662         struct list_head dirty;
663         unsigned int nr_dirty;
664 };
665
666 struct vmap_block {
667         spinlock_t lock;
668         struct vmap_area *va;
669         struct vmap_block_queue *vbq;
670         unsigned long free, dirty;
671         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
672         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
673         union {
674                 struct {
675                         struct list_head free_list;
676                         struct list_head dirty_list;
677                 };
678                 struct rcu_head rcu_head;
679         };
680 };
681
682 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
683 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
684
685 /*
686  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
687  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
688  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
689  */
690 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
691 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
692
693 /*
694  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
695  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
696  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
697  * big problem.
698  */
699
700 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
701 {
702         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
703         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
704         return addr;
705 }
706
707 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
708 {
709         struct vmap_block_queue *vbq;
710         struct vmap_block *vb;
711         struct vmap_area *va;
712         unsigned long vb_idx;
713         int node, err;
714
715         node = numa_node_id();
716
717         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
718                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
719         if (unlikely(!vb))
720                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
721
722         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
723                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
724                                         node, gfp_mask);
725         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
726                 kfree(vb);
727                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
728         }
729
730         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
731         if (unlikely(err)) {
732                 kfree(vb);
733                 free_vmap_area(va);
734                 return ERR_PTR(err);
735         }
736
737         spin_lock_init(&vb->lock);
738         vb->va = va;
739         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
740         vb->dirty = 0;
741         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
742         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
743         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
744         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
745
746         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
747         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
748         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
749         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
750         BUG_ON(err);
751         radix_tree_preload_end();
752
753         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
754         vb->vbq = vbq;
755         spin_lock(&vbq->lock);
756         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
757         spin_unlock(&vbq->lock);
758         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
759
760         return vb;
761 }
762
763 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
764 {
765         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
766
767         kfree(vb);
768 }
769
770 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
771 {
772         struct vmap_block *tmp;
773         unsigned long vb_idx;
774
775         spin_lock(&vb->vbq->lock);
776         if (!list_empty(&vb->free_list))
777                 list_del(&vb->free_list);
778         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
779                 list_del(&vb->dirty_list);
780         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
781
782         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
783         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
784         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
785         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
786         BUG_ON(tmp != vb);
787
788         free_unmap_vmap_area_noflush(vb->va);
789         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
790 }
791
792 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
793 {
794         struct vmap_block_queue *vbq;
795         struct vmap_block *vb;
796         unsigned long addr = 0;
797         unsigned int order;
798
799         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
800         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
801         order = get_order(size);
802
803 again:
804         rcu_read_lock();
805         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
806         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
807                 int i;
808
809                 spin_lock(&vb->lock);
810                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
811                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
812
813                 if (i >= 0) {
814                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
815                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
816                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
817                         vb->free -= 1UL << order;
818                         if (vb->free == 0) {
819                                 spin_lock(&vbq->lock);
820                                 list_del_init(&vb->free_list);
821                                 spin_unlock(&vbq->lock);
822                         }
823                         spin_unlock(&vb->lock);
824                         break;
825                 }
826                 spin_unlock(&vb->lock);
827         }
828         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
829         rcu_read_unlock();
830
831         if (!addr) {
832                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
833                 if (IS_ERR(vb))
834                         return vb;
835                 goto again;
836         }
837
838         return (void *)addr;
839 }
840
841 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
842 {
843         unsigned long offset;
844         unsigned long vb_idx;
845         unsigned int order;
846         struct vmap_block *vb;
847
848         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
849         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
850
851         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
852
853         order = get_order(size);
854
855         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
856
857         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
858         rcu_read_lock();
859         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
860         rcu_read_unlock();
861         BUG_ON(!vb);
862
863         spin_lock(&vb->lock);
864         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
865         if (!vb->dirty) {
866                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
867                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
868                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
869         }
870         vb->dirty += 1UL << order;
871         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
872                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
873                 spin_unlock(&vb->lock);
874                 free_vmap_block(vb);
875         } else
876                 spin_unlock(&vb->lock);
877 }
878
879 /**
880  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
881  *
882  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
883  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
884  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
885  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
886  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
887  *
888  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
889  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
890  * from the vmap layer.
891  */
892 void vm_unmap_aliases(void)
893 {
894         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
895         int cpu;
896         int flush = 0;
897
898         if (unlikely(!vmap_initialized))
899                 return;
900
901         for_each_possible_cpu(cpu) {
902                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
903                 struct vmap_block *vb;
904
905                 rcu_read_lock();
906                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
907                         int i;
908
909                         spin_lock(&vb->lock);
910                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
911                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
912                                 unsigned long s, e;
913                                 int j;
914                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
915                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
916
917                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
918                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
919                                 vunmap_page_range(s, e);
920                                 flush = 1;
921
922                                 if (s < start)
923                                         start = s;
924                                 if (e > end)
925                                         end = e;
926
927                                 i = j;
928                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
929                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
930                         }
931                         spin_unlock(&vb->lock);
932                 }
933                 rcu_read_unlock();
934         }
935
936         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
937 }
938 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
939
940 /**
941  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
942  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
943  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
944  */
945 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
946 {
947         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
948         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
949
950         BUG_ON(!addr);
951         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
952         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
953         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
954
955         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
956         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
957
958         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
959                 vb_free(mem, size);
960         else
961                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
962 }
963 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
964
965 /**
966  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
967  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
968  * @count: number of pages
969  * @node: prefer to allocate data structures on this node
970  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
971  *
972  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
973  */
974 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
975 {
976         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
977         unsigned long addr;
978         void *mem;
979
980         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
981                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
982                 if (IS_ERR(mem))
983                         return NULL;
984                 addr = (unsigned long)mem;
985         } else {
986                 struct vmap_area *va;
987                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
988                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
989                 if (IS_ERR(va))
990                         return NULL;
991
992                 addr = va->va_start;
993                 mem = (void *)addr;
994         }
995         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
996                 vm_unmap_ram(mem, count);
997                 return NULL;
998         }
999         return mem;
1000 }
1001 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1002
1003 /**
1004  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1005  * @vm: vm_struct to register
1006  * @align: requested alignment
1007  *
1008  * This function is used to register kernel vm area before
1009  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1010  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1011  * vm->addr contains the allocated address.
1012  *
1013  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1014  */
1015 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1016 {
1017         static size_t vm_init_off __initdata;
1018         unsigned long addr;
1019
1020         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1021         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1022
1023         vm->addr = (void *)addr;
1024
1025         vm->next = vmlist;
1026         vmlist = vm;
1027 }
1028
1029 void __init vmalloc_init(void)
1030 {
1031         struct vmap_area *va;
1032         struct vm_struct *tmp;
1033         int i;
1034
1035         for_each_possible_cpu(i) {
1036                 struct vmap_block_queue *vbq;
1037
1038                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1039                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1040                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1041                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
1042                 vbq->nr_dirty = 0;
1043         }
1044
1045         /* Import existing vmlist entries. */
1046         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1047                 va = alloc_bootmem(sizeof(struct vmap_area));
1048                 va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
1049                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1050                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1051                 __insert_vmap_area(va);
1052         }
1053         vmap_initialized = true;
1054 }
1055
1056 /**
1057  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1058  * @addr: start of the VM area to map
1059  * @size: size of the VM area to map
1060  * @prot: page protection flags to use
1061  * @pages: pages to map
1062  *
1063  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1064  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1065  * friends.
1066  *
1067  * NOTE:
1068  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1069  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1070  * before calling this function.
1071  *
1072  * RETURNS:
1073  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1074  */
1075 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1076                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1077 {
1078         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1079 }
1080
1081 /**
1082  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1083  * @addr: start of the VM area to unmap
1084  * @size: size of the VM area to unmap
1085  *
1086  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1087  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1088  * friends.
1089  *
1090  * NOTE:
1091  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1092  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1093  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1094  */
1095 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1096 {
1097         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1098 }
1099
1100 /**
1101  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1102  * @addr: start of the VM area to unmap
1103  * @size: size of the VM area to unmap
1104  *
1105  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1106  * the unmapping and tlb after.
1107  */
1108 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1109 {
1110         unsigned long end = addr + size;
1111
1112         flush_cache_vunmap(addr, end);
1113         vunmap_page_range(addr, end);
1114         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1115 }
1116
1117 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1118 {
1119         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1120         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1121         int err;
1122
1123         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1124         if (err > 0) {
1125                 *pages += err;
1126                 err = 0;
1127         }
1128
1129         return err;
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1132
1133 /*** Old vmalloc interfaces ***/
1134 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
1135 struct vm_struct *vmlist;
1136
1137 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1138                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
1139                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
1140 {
1141         static struct vmap_area *va;
1142         struct vm_struct *area;
1143         struct vm_struct *tmp, **p;
1144         unsigned long align = 1;
1145
1146         BUG_ON(in_interrupt());
1147         if (flags & VM_IOREMAP) {
1148                 int bit = fls(size);
1149
1150                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1151                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1152                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1153                         bit = PAGE_SHIFT;
1154
1155                 align = 1ul << bit;
1156         }
1157
1158         size = PAGE_ALIGN(size);
1159         if (unlikely(!size))
1160                 return NULL;
1161
1162         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1163         if (unlikely(!area))
1164                 return NULL;
1165
1166         /*
1167          * We always allocate a guard page.
1168          */
1169         size += PAGE_SIZE;
1170
1171         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1172         if (IS_ERR(va)) {
1173                 kfree(area);
1174                 return NULL;
1175         }
1176
1177         area->flags = flags;
1178         area->addr = (void *)va->va_start;
1179         area->size = size;
1180         area->pages = NULL;
1181         area->nr_pages = 0;
1182         area->phys_addr = 0;
1183         area->caller = caller;
1184         va->private = area;
1185         va->flags |= VM_VM_AREA;
1186
1187         write_lock(&vmlist_lock);
1188         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1189                 if (tmp->addr >= area->addr)
1190                         break;
1191         }
1192         area->next = *p;
1193         *p = area;
1194         write_unlock(&vmlist_lock);
1195
1196         return area;
1197 }
1198
1199 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1200                                 unsigned long start, unsigned long end)
1201 {
1202         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1203                                                 __builtin_return_address(0));
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1206
1207 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1208                                        unsigned long start, unsigned long end,
1209                                        void *caller)
1210 {
1211         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1212                                   caller);
1213 }
1214
1215 /**
1216  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1217  *      @size:          size of the area
1218  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1219  *
1220  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1221  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1222  *      on success or %NULL on failure.
1223  */
1224 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1225 {
1226         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1227                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1228 }
1229
1230 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1231                                 void *caller)
1232 {
1233         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1234                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1235 }
1236
1237 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1238                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1239 {
1240         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1241                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1242 }
1243
1244 static struct vm_struct *find_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                 return va->private;
1251
1252         return NULL;
1253 }
1254
1255 /**
1256  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1257  *      @addr:          base address
1258  *
1259  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1260  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1261  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1262  */
1263 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1264 {
1265         struct vmap_area *va;
1266
1267         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1268         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1269                 struct vm_struct *vm = va->private;
1270                 struct vm_struct *tmp, **p;
1271
1272                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1273                 free_unmap_vmap_area(va);
1274                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1275
1276                 write_lock(&vmlist_lock);
1277                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1278                         ;
1279                 *p = tmp->next;
1280                 write_unlock(&vmlist_lock);
1281
1282                 return vm;
1283         }
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1288 {
1289         struct vm_struct *area;
1290
1291         if (!addr)
1292                 return;
1293
1294         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1295                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1296                 return;
1297         }
1298
1299         area = remove_vm_area(addr);
1300         if (unlikely(!area)) {
1301                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1302                                 addr);
1303                 return;
1304         }
1305
1306         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1307         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1308
1309         if (deallocate_pages) {
1310                 int i;
1311
1312                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1313                         struct page *page = area->pages[i];
1314
1315                         BUG_ON(!page);
1316                         __free_page(page);
1317                 }
1318
1319                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1320                         vfree(area->pages);
1321                 else
1322                         kfree(area->pages);
1323         }
1324
1325         kfree(area);
1326         return;
1327 }
1328
1329 /**
1330  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1331  *      @addr:          memory base address
1332  *
1333  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1334  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1335  *      NULL, no operation is performed.
1336  *
1337  *      Must not be called in interrupt context.
1338  */
1339 void vfree(const void *addr)
1340 {
1341         BUG_ON(in_interrupt());
1342         __vunmap(addr, 1);
1343 }
1344 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1345
1346 /**
1347  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1348  *      @addr:          memory base address
1349  *
1350  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1351  *      which was created from the page array passed to vmap().
1352  *
1353  *      Must not be called in interrupt context.
1354  */
1355 void vunmap(const void *addr)
1356 {
1357         BUG_ON(in_interrupt());
1358         might_sleep();
1359         __vunmap(addr, 0);
1360 }
1361 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1362
1363 /**
1364  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1365  *      @pages:         array of page pointers
1366  *      @count:         number of pages to map
1367  *      @flags:         vm_area->flags
1368  *      @prot:          page protection for the mapping
1369  *
1370  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1371  *      space.
1372  */
1373 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1374                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1375 {
1376         struct vm_struct *area;
1377
1378         might_sleep();
1379
1380         if (count > num_physpages)
1381                 return NULL;
1382
1383         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1384                                         __builtin_return_address(0));
1385         if (!area)
1386                 return NULL;
1387
1388         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1389                 vunmap(area->addr);
1390                 return NULL;
1391         }
1392
1393         return area->addr;
1394 }
1395 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1396
1397 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1398                             int node, void *caller);
1399 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1400                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1401 {
1402         struct page **pages;
1403         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1404
1405         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1406         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1407
1408         area->nr_pages = nr_pages;
1409         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1410         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1411                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1412                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1413                 area->flags |= VM_VPAGES;
1414         } else {
1415                 pages = kmalloc_node(array_size,
1416                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1417                                 node);
1418         }
1419         area->pages = pages;
1420         area->caller = caller;
1421         if (!area->pages) {
1422                 remove_vm_area(area->addr);
1423                 kfree(area);
1424                 return NULL;
1425         }
1426
1427         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1428                 struct page *page;
1429
1430                 if (node < 0)
1431                         page = alloc_page(gfp_mask);
1432                 else
1433                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1434
1435                 if (unlikely(!page)) {
1436                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1437                         area->nr_pages = i;
1438                         goto fail;
1439                 }
1440                 area->pages[i] = page;
1441         }
1442
1443         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1444                 goto fail;
1445         return area->addr;
1446
1447 fail:
1448         vfree(area->addr);
1449         return NULL;
1450 }
1451
1452 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1453 {
1454         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1455                                         __builtin_return_address(0));
1456 }
1457
1458 /**
1459  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1460  *      @size:          allocation size
1461  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1462  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1463  *      @node:          node to use for allocation or -1
1464  *      @caller:        caller's return address
1465  *
1466  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1467  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1468  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1469  */
1470 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1471                                                 int node, void *caller)
1472 {
1473         struct vm_struct *area;
1474
1475         size = PAGE_ALIGN(size);
1476         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1477                 return NULL;
1478
1479         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1480                                                 node, gfp_mask, caller);
1481
1482         if (!area)
1483                 return NULL;
1484
1485         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1486 }
1487
1488 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1489 {
1490         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1491                                 __builtin_return_address(0));
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1494
1495 /**
1496  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1497  *      @size:          allocation size
1498  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1499  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1500  *
1501  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1502  *      use __vmalloc() instead.
1503  */
1504 void *vmalloc(unsigned long size)
1505 {
1506         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1507                                         -1, __builtin_return_address(0));
1508 }
1509 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1510
1511 /**
1512  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1513  * @size: allocation size
1514  *
1515  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1516  * without leaking data.
1517  */
1518 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1519 {
1520         struct vm_struct *area;
1521         void *ret;
1522
1523         ret = __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1524                              PAGE_KERNEL, -1, __builtin_return_address(0));
1525         if (ret) {
1526                 area = find_vm_area(ret);
1527                 area->flags |= VM_USERMAP;
1528         }
1529         return ret;
1530 }
1531 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1532
1533 /**
1534  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1535  *      @size:          allocation size
1536  *      @node:          numa node
1537  *
1538  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1539  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1540  *
1541  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1542  *      use __vmalloc() instead.
1543  */
1544 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1545 {
1546         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1547                                         node, __builtin_return_address(0));
1548 }
1549 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1550
1551 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1552 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1553 #endif
1554
1555 /**
1556  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1557  *      @size:          allocation size
1558  *
1559  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1560  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1561  *      executable kernel virtual space.
1562  *
1563  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1564  *      use __vmalloc() instead.
1565  */
1566
1567 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1568 {
1569         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1570                               -1, __builtin_return_address(0));
1571 }
1572
1573 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1574 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1575 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1576 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1577 #else
1578 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1579 #endif
1580
1581 /**
1582  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1583  *      @size:          allocation size
1584  *
1585  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1586  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1587  */
1588 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1589 {
1590         return __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1591                               -1, __builtin_return_address(0));
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1594
1595 /**
1596  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1597  *      @size:          allocation size
1598  *
1599  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1600  * mapped to userspace without leaking data.
1601  */
1602 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1603 {
1604         struct vm_struct *area;
1605         void *ret;
1606
1607         ret = __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1608                              -1, __builtin_return_address(0));
1609         if (ret) {
1610                 area = find_vm_area(ret);
1611                 area->flags |= VM_USERMAP;
1612         }
1613         return ret;
1614 }
1615 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1616
1617 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1618 {
1619         struct vm_struct *tmp;
1620         char *vaddr, *buf_start = buf;
1621         unsigned long n;
1622
1623         /* Don't allow overflow */
1624         if ((unsigned long) addr + count < count)
1625                 count = -(unsigned long) addr;
1626
1627         read_lock(&vmlist_lock);
1628         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1629                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1630                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1631                         continue;
1632                 while (addr < vaddr) {
1633                         if (count == 0)
1634                                 goto finished;
1635                         *buf = '\0';
1636                         buf++;
1637                         addr++;
1638                         count--;
1639                 }
1640                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1641                 do {
1642                         if (count == 0)
1643                                 goto finished;
1644                         *buf = *addr;
1645                         buf++;
1646                         addr++;
1647                         count--;
1648                 } while (--n > 0);
1649         }
1650 finished:
1651         read_unlock(&vmlist_lock);
1652         return buf - buf_start;
1653 }
1654
1655 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1656 {
1657         struct vm_struct *tmp;
1658         char *vaddr, *buf_start = buf;
1659         unsigned long n;
1660
1661         /* Don't allow overflow */
1662         if ((unsigned long) addr + count < count)
1663                 count = -(unsigned long) addr;
1664
1665         read_lock(&vmlist_lock);
1666         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1667                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1668                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1669                         continue;
1670                 while (addr < vaddr) {
1671                         if (count == 0)
1672                                 goto finished;
1673                         buf++;
1674                         addr++;
1675                         count--;
1676                 }
1677                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1678                 do {
1679                         if (count == 0)
1680                                 goto finished;
1681                         *addr = *buf;
1682                         buf++;
1683                         addr++;
1684                         count--;
1685                 } while (--n > 0);
1686         }
1687 finished:
1688         read_unlock(&vmlist_lock);
1689         return buf - buf_start;
1690 }
1691
1692 /**
1693  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1694  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1695  *      @addr:          vmalloc memory
1696  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1697  *
1698  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1699  *
1700  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1701  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1702  *      that criteria isn't met.
1703  *
1704  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1705  */
1706 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1707                                                 unsigned long pgoff)
1708 {
1709         struct vm_struct *area;
1710         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1711         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1712
1713         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1714                 return -EINVAL;
1715
1716         area = find_vm_area(addr);
1717         if (!area)
1718                 return -EINVAL;
1719
1720         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1721                 return -EINVAL;
1722
1723         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1724                 return -EINVAL;
1725
1726         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1727         do {
1728                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1729                 int ret;
1730
1731                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1732                 if (ret)
1733                         return ret;
1734
1735                 uaddr += PAGE_SIZE;
1736                 addr += PAGE_SIZE;
1737                 usize -= PAGE_SIZE;
1738         } while (usize > 0);
1739
1740         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1741         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1742
1743         return 0;
1744 }
1745 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1746
1747 /*
1748  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1749  * have one.
1750  */
1751 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1752 {
1753 }
1754
1755
1756 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1757 {
1758         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1759         return 0;
1760 }
1761
1762 /**
1763  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1764  *      @size:          size of the area
1765  *
1766  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1767  *
1768  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1769  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1770  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1771  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1772  *      processes.
1773  */
1774 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1775 {
1776         struct vm_struct *area;
1777
1778         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1779                                 __builtin_return_address(0));
1780         if (area == NULL)
1781                 return NULL;
1782
1783         /*
1784          * This ensures that page tables are constructed for this region
1785          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1786          */
1787         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1788                                 area->size, f, NULL)) {
1789                 free_vm_area(area);
1790                 return NULL;
1791         }
1792
1793         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1794            mappings */
1795         vmalloc_sync_all();
1796
1797         return area;
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1800
1801 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1802 {
1803         struct vm_struct *ret;
1804         ret = remove_vm_area(area->addr);
1805         BUG_ON(ret != area);
1806         kfree(area);
1807 }
1808 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1809
1810
1811 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1812 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1813 {
1814         loff_t n = *pos;
1815         struct vm_struct *v;
1816
1817         read_lock(&vmlist_lock);
1818         v = vmlist;
1819         while (n > 0 && v) {
1820                 n--;
1821                 v = v->next;
1822         }
1823         if (!n)
1824                 return v;
1825
1826         return NULL;
1827
1828 }
1829
1830 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1831 {
1832         struct vm_struct *v = p;
1833
1834         ++*pos;
1835         return v->next;
1836 }
1837
1838 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1839 {
1840         read_unlock(&vmlist_lock);
1841 }
1842
1843 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1844 {
1845         if (NUMA_BUILD) {
1846                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1847
1848                 if (!counters)
1849                         return;
1850
1851                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1852
1853                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1854                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1855
1856                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1857                         if (counters[nr])
1858                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1859         }
1860 }
1861
1862 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1863 {
1864         struct vm_struct *v = p;
1865
1866         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1867                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1868
1869         if (v->caller) {
1870                 char buff[KSYM_SYMBOL_LEN];
1871
1872                 seq_putc(m, ' ');
1873                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1874                 seq_puts(m, buff);
1875         }
1876
1877         if (v->nr_pages)
1878                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1879
1880         if (v->phys_addr)
1881                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1882
1883         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1884                 seq_printf(m, " ioremap");
1885
1886         if (v->flags & VM_ALLOC)
1887                 seq_printf(m, " vmalloc");
1888
1889         if (v->flags & VM_MAP)
1890                 seq_printf(m, " vmap");
1891
1892         if (v->flags & VM_USERMAP)
1893                 seq_printf(m, " user");
1894
1895         if (v->flags & VM_VPAGES)
1896                 seq_printf(m, " vpages");
1897
1898         show_numa_info(m, v);
1899         seq_putc(m, '\n');
1900         return 0;
1901 }
1902
1903 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1904         .start = s_start,
1905         .next = s_next,
1906         .stop = s_stop,
1907         .show = s_show,
1908 };
1909
1910 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1911 {
1912         unsigned int *ptr = NULL;
1913         int ret;
1914
1915         if (NUMA_BUILD)
1916                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1917         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1918         if (!ret) {
1919                 struct seq_file *m = file->private_data;
1920                 m->private = ptr;
1921         } else
1922                 kfree(ptr);
1923         return ret;
1924 }
1925
1926 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1927         .open           = vmalloc_open,
1928         .read           = seq_read,
1929         .llseek         = seq_lseek,
1930         .release        = seq_release_private,
1931 };
1932
1933 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1934 {
1935         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1936         return 0;
1937 }
1938 module_init(proc_vmalloc_init);
1939 #endif
1940