Merge branch 'x86-fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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
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 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
438 {
439         /*
440          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
441          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
442          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
443          * space after a page has been freed.
444          *
445          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
446          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
447          *
448          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
449          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
450          * faster).
451          */
452 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
453         vunmap_page_range(start, end);
454         flush_tlb_kernel_range(start, end);
455 #endif
456 }
457
458 /*
459  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
460  * before attempting to purge with a TLB flush.
461  *
462  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
463  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
464  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
465  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
466  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
467  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
468  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
469  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
470  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
471  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
472  * becomes a problem on bigger systems.
473  */
474 static unsigned long lazy_max_pages(void)
475 {
476         unsigned int log;
477
478         log = fls(num_online_cpus());
479
480         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
481 }
482
483 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
484
485 /*
486  * Purges all lazily-freed vmap areas.
487  *
488  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
489  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
490  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
491  * their own TLB flushing).
492  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
493  *              *end = max(*end, highest purged address)
494  */
495 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
496                                         int sync, int force_flush)
497 {
498         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
499         LIST_HEAD(valist);
500         struct vmap_area *va;
501         int nr = 0;
502
503         /*
504          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
505          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
506          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
507          */
508         if (!sync && !force_flush) {
509                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
510                         return;
511         } else
512                 spin_lock(&purge_lock);
513
514         rcu_read_lock();
515         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
516                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
517                         if (va->va_start < *start)
518                                 *start = va->va_start;
519                         if (va->va_end > *end)
520                                 *end = va->va_end;
521                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
522                         unmap_vmap_area(va);
523                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
524                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
525                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
526                 }
527         }
528         rcu_read_unlock();
529
530         if (nr) {
531                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
532                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
533         }
534
535         if (nr || force_flush)
536                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
537
538         if (nr) {
539                 spin_lock(&vmap_area_lock);
540                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
541                         __free_vmap_area(va);
542                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
543         }
544         spin_unlock(&purge_lock);
545 }
546
547 /*
548  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
549  * is already purging.
550  */
551 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
552 {
553         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
554
555         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
556 }
557
558 /*
559  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
560  */
561 static void purge_vmap_area_lazy(void)
562 {
563         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
564
565         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
566 }
567
568 /*
569  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
570  * called for the correct range previously.
571  */
572 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
573 {
574         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
575         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
576         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
577                 try_purge_vmap_area_lazy();
578 }
579
580 /*
581  * Free and unmap a vmap area
582  */
583 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
584 {
585         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
586         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
587 }
588
589 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
590 {
591         struct vmap_area *va;
592
593         spin_lock(&vmap_area_lock);
594         va = __find_vmap_area(addr);
595         spin_unlock(&vmap_area_lock);
596
597         return va;
598 }
599
600 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
601 {
602         struct vmap_area *va;
603
604         va = find_vmap_area(addr);
605         BUG_ON(!va);
606         free_unmap_vmap_area(va);
607 }
608
609
610 /*** Per cpu kva allocator ***/
611
612 /*
613  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
614  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
615  */
616 /*
617  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
618  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
619  * instead (we just need a rough idea)
620  */
621 #if BITS_PER_LONG == 32
622 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
623 #else
624 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
625 #endif
626
627 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
628 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
629 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
630 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
631 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
632 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
633 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
634                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
635                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
636
637 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
638
639 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
640
641 struct vmap_block_queue {
642         spinlock_t lock;
643         struct list_head free;
644         struct list_head dirty;
645         unsigned int nr_dirty;
646 };
647
648 struct vmap_block {
649         spinlock_t lock;
650         struct vmap_area *va;
651         struct vmap_block_queue *vbq;
652         unsigned long free, dirty;
653         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
654         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
655         union {
656                 struct {
657                         struct list_head free_list;
658                         struct list_head dirty_list;
659                 };
660                 struct rcu_head rcu_head;
661         };
662 };
663
664 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
665 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
666
667 /*
668  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
669  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
670  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
671  */
672 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
673 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
674
675 /*
676  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
677  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
678  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
679  * big problem.
680  */
681
682 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
683 {
684         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
685         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
686         return addr;
687 }
688
689 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
690 {
691         struct vmap_block_queue *vbq;
692         struct vmap_block *vb;
693         struct vmap_area *va;
694         unsigned long vb_idx;
695         int node, err;
696
697         node = numa_node_id();
698
699         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
700                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
701         if (unlikely(!vb))
702                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
703
704         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
705                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
706                                         node, gfp_mask);
707         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
708                 kfree(vb);
709                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
710         }
711
712         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
713         if (unlikely(err)) {
714                 kfree(vb);
715                 free_vmap_area(va);
716                 return ERR_PTR(err);
717         }
718
719         spin_lock_init(&vb->lock);
720         vb->va = va;
721         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
722         vb->dirty = 0;
723         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
724         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
725         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
726         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
727
728         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
729         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
730         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
731         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
732         BUG_ON(err);
733         radix_tree_preload_end();
734
735         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
736         vb->vbq = vbq;
737         spin_lock(&vbq->lock);
738         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
739         spin_unlock(&vbq->lock);
740         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
741
742         return vb;
743 }
744
745 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
746 {
747         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
748
749         kfree(vb);
750 }
751
752 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
753 {
754         struct vmap_block *tmp;
755         unsigned long vb_idx;
756
757         spin_lock(&vb->vbq->lock);
758         if (!list_empty(&vb->free_list))
759                 list_del(&vb->free_list);
760         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
761                 list_del(&vb->dirty_list);
762         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
763
764         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
765         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
766         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
767         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
768         BUG_ON(tmp != vb);
769
770         free_unmap_vmap_area_noflush(vb->va);
771         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
772 }
773
774 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
775 {
776         struct vmap_block_queue *vbq;
777         struct vmap_block *vb;
778         unsigned long addr = 0;
779         unsigned int order;
780
781         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
782         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
783         order = get_order(size);
784
785 again:
786         rcu_read_lock();
787         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
788         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
789                 int i;
790
791                 spin_lock(&vb->lock);
792                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
793                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
794
795                 if (i >= 0) {
796                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
797                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
798                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
799                         vb->free -= 1UL << order;
800                         if (vb->free == 0) {
801                                 spin_lock(&vbq->lock);
802                                 list_del_init(&vb->free_list);
803                                 spin_unlock(&vbq->lock);
804                         }
805                         spin_unlock(&vb->lock);
806                         break;
807                 }
808                 spin_unlock(&vb->lock);
809         }
810         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
811         rcu_read_unlock();
812
813         if (!addr) {
814                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
815                 if (IS_ERR(vb))
816                         return vb;
817                 goto again;
818         }
819
820         return (void *)addr;
821 }
822
823 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
824 {
825         unsigned long offset;
826         unsigned long vb_idx;
827         unsigned int order;
828         struct vmap_block *vb;
829
830         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
831         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
832
833         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
834
835         order = get_order(size);
836
837         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
838
839         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
840         rcu_read_lock();
841         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
842         rcu_read_unlock();
843         BUG_ON(!vb);
844
845         spin_lock(&vb->lock);
846         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
847         if (!vb->dirty) {
848                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
849                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
850                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
851         }
852         vb->dirty += 1UL << order;
853         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
854                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
855                 spin_unlock(&vb->lock);
856                 free_vmap_block(vb);
857         } else
858                 spin_unlock(&vb->lock);
859 }
860
861 /**
862  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
863  *
864  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
865  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
866  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
867  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
868  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
869  *
870  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
871  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
872  * from the vmap layer.
873  */
874 void vm_unmap_aliases(void)
875 {
876         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
877         int cpu;
878         int flush = 0;
879
880         if (unlikely(!vmap_initialized))
881                 return;
882
883         for_each_possible_cpu(cpu) {
884                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
885                 struct vmap_block *vb;
886
887                 rcu_read_lock();
888                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
889                         int i;
890
891                         spin_lock(&vb->lock);
892                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
893                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
894                                 unsigned long s, e;
895                                 int j;
896                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
897                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
898
899                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
900                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
901                                 vunmap_page_range(s, e);
902                                 flush = 1;
903
904                                 if (s < start)
905                                         start = s;
906                                 if (e > end)
907                                         end = e;
908
909                                 i = j;
910                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
911                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
912                         }
913                         spin_unlock(&vb->lock);
914                 }
915                 rcu_read_unlock();
916         }
917
918         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
919 }
920 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
921
922 /**
923  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
924  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
925  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
926  */
927 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
928 {
929         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
930         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
931
932         BUG_ON(!addr);
933         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
934         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
935         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
936
937         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
938         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
939
940         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
941                 vb_free(mem, size);
942         else
943                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
944 }
945 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
946
947 /**
948  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
949  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
950  * @count: number of pages
951  * @node: prefer to allocate data structures on this node
952  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
953  *
954  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
955  */
956 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
957 {
958         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
959         unsigned long addr;
960         void *mem;
961
962         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
963                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
964                 if (IS_ERR(mem))
965                         return NULL;
966                 addr = (unsigned long)mem;
967         } else {
968                 struct vmap_area *va;
969                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
970                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
971                 if (IS_ERR(va))
972                         return NULL;
973
974                 addr = va->va_start;
975                 mem = (void *)addr;
976         }
977         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
978                 vm_unmap_ram(mem, count);
979                 return NULL;
980         }
981         return mem;
982 }
983 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
984
985 void __init vmalloc_init(void)
986 {
987         struct vmap_area *va;
988         struct vm_struct *tmp;
989         int i;
990
991         for_each_possible_cpu(i) {
992                 struct vmap_block_queue *vbq;
993
994                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
995                 spin_lock_init(&vbq->lock);
996                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
997                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
998                 vbq->nr_dirty = 0;
999         }
1000
1001         /* Import existing vmlist entries. */
1002         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1003                 va = alloc_bootmem(sizeof(struct vmap_area));
1004                 va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
1005                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1006                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1007                 __insert_vmap_area(va);
1008         }
1009         vmap_initialized = true;
1010 }
1011
1012 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1013 {
1014         unsigned long end = addr + size;
1015
1016         flush_cache_vunmap(addr, end);
1017         vunmap_page_range(addr, end);
1018         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1019 }
1020
1021 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1022 {
1023         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1024         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1025         int err;
1026
1027         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1028         if (err > 0) {
1029                 *pages += err;
1030                 err = 0;
1031         }
1032
1033         return err;
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1036
1037 /*** Old vmalloc interfaces ***/
1038 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
1039 struct vm_struct *vmlist;
1040
1041 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1042                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
1043                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
1044 {
1045         static struct vmap_area *va;
1046         struct vm_struct *area;
1047         struct vm_struct *tmp, **p;
1048         unsigned long align = 1;
1049
1050         BUG_ON(in_interrupt());
1051         if (flags & VM_IOREMAP) {
1052                 int bit = fls(size);
1053
1054                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1055                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1056                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1057                         bit = PAGE_SHIFT;
1058
1059                 align = 1ul << bit;
1060         }
1061
1062         size = PAGE_ALIGN(size);
1063         if (unlikely(!size))
1064                 return NULL;
1065
1066         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1067         if (unlikely(!area))
1068                 return NULL;
1069
1070         /*
1071          * We always allocate a guard page.
1072          */
1073         size += PAGE_SIZE;
1074
1075         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1076         if (IS_ERR(va)) {
1077                 kfree(area);
1078                 return NULL;
1079         }
1080
1081         area->flags = flags;
1082         area->addr = (void *)va->va_start;
1083         area->size = size;
1084         area->pages = NULL;
1085         area->nr_pages = 0;
1086         area->phys_addr = 0;
1087         area->caller = caller;
1088         va->private = area;
1089         va->flags |= VM_VM_AREA;
1090
1091         write_lock(&vmlist_lock);
1092         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1093                 if (tmp->addr >= area->addr)
1094                         break;
1095         }
1096         area->next = *p;
1097         *p = area;
1098         write_unlock(&vmlist_lock);
1099
1100         return area;
1101 }
1102
1103 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1104                                 unsigned long start, unsigned long end)
1105 {
1106         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1107                                                 __builtin_return_address(0));
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1110
1111 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1112                                        unsigned long start, unsigned long end,
1113                                        void *caller)
1114 {
1115         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1116                                   caller);
1117 }
1118
1119 /**
1120  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1121  *      @size:          size of the area
1122  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1123  *
1124  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1125  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1126  *      on success or %NULL on failure.
1127  */
1128 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1129 {
1130         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1131                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1132 }
1133
1134 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1135                                 void *caller)
1136 {
1137         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1138                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1139 }
1140
1141 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1142                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1143 {
1144         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1145                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1146 }
1147
1148 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1149 {
1150         struct vmap_area *va;
1151
1152         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1153         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1154                 return va->private;
1155
1156         return NULL;
1157 }
1158
1159 /**
1160  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1161  *      @addr:          base address
1162  *
1163  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1164  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1165  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1166  */
1167 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1168 {
1169         struct vmap_area *va;
1170
1171         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1172         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1173                 struct vm_struct *vm = va->private;
1174                 struct vm_struct *tmp, **p;
1175
1176                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1177                 free_unmap_vmap_area(va);
1178                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1179
1180                 write_lock(&vmlist_lock);
1181                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1182                         ;
1183                 *p = tmp->next;
1184                 write_unlock(&vmlist_lock);
1185
1186                 return vm;
1187         }
1188         return NULL;
1189 }
1190
1191 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1192 {
1193         struct vm_struct *area;
1194
1195         if (!addr)
1196                 return;
1197
1198         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1199                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1200                 return;
1201         }
1202
1203         area = remove_vm_area(addr);
1204         if (unlikely(!area)) {
1205                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1206                                 addr);
1207                 return;
1208         }
1209
1210         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1211         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1212
1213         if (deallocate_pages) {
1214                 int i;
1215
1216                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1217                         struct page *page = area->pages[i];
1218
1219                         BUG_ON(!page);
1220                         __free_page(page);
1221                 }
1222
1223                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1224                         vfree(area->pages);
1225                 else
1226                         kfree(area->pages);
1227         }
1228
1229         kfree(area);
1230         return;
1231 }
1232
1233 /**
1234  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1235  *      @addr:          memory base address
1236  *
1237  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1238  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1239  *      NULL, no operation is performed.
1240  *
1241  *      Must not be called in interrupt context.
1242  */
1243 void vfree(const void *addr)
1244 {
1245         BUG_ON(in_interrupt());
1246         __vunmap(addr, 1);
1247 }
1248 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1249
1250 /**
1251  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1252  *      @addr:          memory base address
1253  *
1254  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1255  *      which was created from the page array passed to vmap().
1256  *
1257  *      Must not be called in interrupt context.
1258  */
1259 void vunmap(const void *addr)
1260 {
1261         BUG_ON(in_interrupt());
1262         __vunmap(addr, 0);
1263 }
1264 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1265
1266 /**
1267  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1268  *      @pages:         array of page pointers
1269  *      @count:         number of pages to map
1270  *      @flags:         vm_area->flags
1271  *      @prot:          page protection for the mapping
1272  *
1273  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1274  *      space.
1275  */
1276 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1277                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1278 {
1279         struct vm_struct *area;
1280
1281         if (count > num_physpages)
1282                 return NULL;
1283
1284         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1285                                         __builtin_return_address(0));
1286         if (!area)
1287                 return NULL;
1288
1289         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1290                 vunmap(area->addr);
1291                 return NULL;
1292         }
1293
1294         return area->addr;
1295 }
1296 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1297
1298 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1299                             int node, void *caller);
1300 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1301                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1302 {
1303         struct page **pages;
1304         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1305
1306         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1307         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1308
1309         area->nr_pages = nr_pages;
1310         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1311         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1312                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1313                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1314                 area->flags |= VM_VPAGES;
1315         } else {
1316                 pages = kmalloc_node(array_size,
1317                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1318                                 node);
1319         }
1320         area->pages = pages;
1321         area->caller = caller;
1322         if (!area->pages) {
1323                 remove_vm_area(area->addr);
1324                 kfree(area);
1325                 return NULL;
1326         }
1327
1328         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1329                 struct page *page;
1330
1331                 if (node < 0)
1332                         page = alloc_page(gfp_mask);
1333                 else
1334                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1335
1336                 if (unlikely(!page)) {
1337                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1338                         area->nr_pages = i;
1339                         goto fail;
1340                 }
1341                 area->pages[i] = page;
1342         }
1343
1344         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1345                 goto fail;
1346         return area->addr;
1347
1348 fail:
1349         vfree(area->addr);
1350         return NULL;
1351 }
1352
1353 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1354 {
1355         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1356                                         __builtin_return_address(0));
1357 }
1358
1359 /**
1360  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1361  *      @size:          allocation size
1362  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1363  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1364  *      @node:          node to use for allocation or -1
1365  *      @caller:        caller's return address
1366  *
1367  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1368  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1369  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1370  */
1371 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1372                                                 int node, void *caller)
1373 {
1374         struct vm_struct *area;
1375
1376         size = PAGE_ALIGN(size);
1377         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1378                 return NULL;
1379
1380         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1381                                                 node, gfp_mask, caller);
1382
1383         if (!area)
1384                 return NULL;
1385
1386         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1387 }
1388
1389 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1390 {
1391         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1392                                 __builtin_return_address(0));
1393 }
1394 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1395
1396 /**
1397  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1398  *      @size:          allocation size
1399  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1400  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1401  *
1402  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1403  *      use __vmalloc() instead.
1404  */
1405 void *vmalloc(unsigned long size)
1406 {
1407         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1408                                         -1, __builtin_return_address(0));
1409 }
1410 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1411
1412 /**
1413  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1414  * @size: allocation size
1415  *
1416  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1417  * without leaking data.
1418  */
1419 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1420 {
1421         struct vm_struct *area;
1422         void *ret;
1423
1424         ret = __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1425                              PAGE_KERNEL, -1, __builtin_return_address(0));
1426         if (ret) {
1427                 area = find_vm_area(ret);
1428                 area->flags |= VM_USERMAP;
1429         }
1430         return ret;
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1433
1434 /**
1435  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1436  *      @size:          allocation size
1437  *      @node:          numa node
1438  *
1439  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1440  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1441  *
1442  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1443  *      use __vmalloc() instead.
1444  */
1445 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1446 {
1447         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1448                                         node, __builtin_return_address(0));
1449 }
1450 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1451
1452 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1453 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1454 #endif
1455
1456 /**
1457  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1458  *      @size:          allocation size
1459  *
1460  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1461  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1462  *      executable kernel virtual space.
1463  *
1464  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1465  *      use __vmalloc() instead.
1466  */
1467
1468 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1469 {
1470         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1471                               -1, __builtin_return_address(0));
1472 }
1473
1474 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1475 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1476 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1477 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1478 #else
1479 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1480 #endif
1481
1482 /**
1483  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1484  *      @size:          allocation size
1485  *
1486  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1487  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1488  */
1489 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1490 {
1491         return __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1492                               -1, __builtin_return_address(0));
1493 }
1494 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1495
1496 /**
1497  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1498  *      @size:          allocation size
1499  *
1500  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1501  * mapped to userspace without leaking data.
1502  */
1503 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1504 {
1505         struct vm_struct *area;
1506         void *ret;
1507
1508         ret = __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1509                              -1, __builtin_return_address(0));
1510         if (ret) {
1511                 area = find_vm_area(ret);
1512                 area->flags |= VM_USERMAP;
1513         }
1514         return ret;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1517
1518 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1519 {
1520         struct vm_struct *tmp;
1521         char *vaddr, *buf_start = buf;
1522         unsigned long n;
1523
1524         /* Don't allow overflow */
1525         if ((unsigned long) addr + count < count)
1526                 count = -(unsigned long) addr;
1527
1528         read_lock(&vmlist_lock);
1529         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1530                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1531                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1532                         continue;
1533                 while (addr < vaddr) {
1534                         if (count == 0)
1535                                 goto finished;
1536                         *buf = '\0';
1537                         buf++;
1538                         addr++;
1539                         count--;
1540                 }
1541                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1542                 do {
1543                         if (count == 0)
1544                                 goto finished;
1545                         *buf = *addr;
1546                         buf++;
1547                         addr++;
1548                         count--;
1549                 } while (--n > 0);
1550         }
1551 finished:
1552         read_unlock(&vmlist_lock);
1553         return buf - buf_start;
1554 }
1555
1556 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1557 {
1558         struct vm_struct *tmp;
1559         char *vaddr, *buf_start = buf;
1560         unsigned long n;
1561
1562         /* Don't allow overflow */
1563         if ((unsigned long) addr + count < count)
1564                 count = -(unsigned long) addr;
1565
1566         read_lock(&vmlist_lock);
1567         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1568                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1569                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1570                         continue;
1571                 while (addr < vaddr) {
1572                         if (count == 0)
1573                                 goto finished;
1574                         buf++;
1575                         addr++;
1576                         count--;
1577                 }
1578                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1579                 do {
1580                         if (count == 0)
1581                                 goto finished;
1582                         *addr = *buf;
1583                         buf++;
1584                         addr++;
1585                         count--;
1586                 } while (--n > 0);
1587         }
1588 finished:
1589         read_unlock(&vmlist_lock);
1590         return buf - buf_start;
1591 }
1592
1593 /**
1594  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1595  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1596  *      @addr:          vmalloc memory
1597  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1598  *
1599  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1600  *
1601  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1602  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1603  *      that criteria isn't met.
1604  *
1605  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1606  */
1607 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1608                                                 unsigned long pgoff)
1609 {
1610         struct vm_struct *area;
1611         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1612         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1613
1614         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1615                 return -EINVAL;
1616
1617         area = find_vm_area(addr);
1618         if (!area)
1619                 return -EINVAL;
1620
1621         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1622                 return -EINVAL;
1623
1624         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1625                 return -EINVAL;
1626
1627         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1628         do {
1629                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1630                 int ret;
1631
1632                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1633                 if (ret)
1634                         return ret;
1635
1636                 uaddr += PAGE_SIZE;
1637                 addr += PAGE_SIZE;
1638                 usize -= PAGE_SIZE;
1639         } while (usize > 0);
1640
1641         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1642         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1643
1644         return 0;
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1647
1648 /*
1649  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1650  * have one.
1651  */
1652 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1653 {
1654 }
1655
1656
1657 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1658 {
1659         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1660         return 0;
1661 }
1662
1663 /**
1664  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1665  *      @size:          size of the area
1666  *
1667  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1668  *
1669  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1670  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1671  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1672  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1673  *      processes.
1674  */
1675 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1676 {
1677         struct vm_struct *area;
1678
1679         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1680                                 __builtin_return_address(0));
1681         if (area == NULL)
1682                 return NULL;
1683
1684         /*
1685          * This ensures that page tables are constructed for this region
1686          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1687          */
1688         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1689                                 area->size, f, NULL)) {
1690                 free_vm_area(area);
1691                 return NULL;
1692         }
1693
1694         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1695            mappings */
1696         vmalloc_sync_all();
1697
1698         return area;
1699 }
1700 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1701
1702 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1703 {
1704         struct vm_struct *ret;
1705         ret = remove_vm_area(area->addr);
1706         BUG_ON(ret != area);
1707         kfree(area);
1708 }
1709 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1710
1711
1712 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1713 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1714 {
1715         loff_t n = *pos;
1716         struct vm_struct *v;
1717
1718         read_lock(&vmlist_lock);
1719         v = vmlist;
1720         while (n > 0 && v) {
1721                 n--;
1722                 v = v->next;
1723         }
1724         if (!n)
1725                 return v;
1726
1727         return NULL;
1728
1729 }
1730
1731 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1732 {
1733         struct vm_struct *v = p;
1734
1735         ++*pos;
1736         return v->next;
1737 }
1738
1739 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1740 {
1741         read_unlock(&vmlist_lock);
1742 }
1743
1744 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1745 {
1746         if (NUMA_BUILD) {
1747                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1748
1749                 if (!counters)
1750                         return;
1751
1752                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1753
1754                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1755                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1756
1757                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1758                         if (counters[nr])
1759                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1760         }
1761 }
1762
1763 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1764 {
1765         struct vm_struct *v = p;
1766
1767         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1768                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1769
1770         if (v->caller) {
1771                 char buff[KSYM_SYMBOL_LEN];
1772
1773                 seq_putc(m, ' ');
1774                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1775                 seq_puts(m, buff);
1776         }
1777
1778         if (v->nr_pages)
1779                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1780
1781         if (v->phys_addr)
1782                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1783
1784         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1785                 seq_printf(m, " ioremap");
1786
1787         if (v->flags & VM_ALLOC)
1788                 seq_printf(m, " vmalloc");
1789
1790         if (v->flags & VM_MAP)
1791                 seq_printf(m, " vmap");
1792
1793         if (v->flags & VM_USERMAP)
1794                 seq_printf(m, " user");
1795
1796         if (v->flags & VM_VPAGES)
1797                 seq_printf(m, " vpages");
1798
1799         show_numa_info(m, v);
1800         seq_putc(m, '\n');
1801         return 0;
1802 }
1803
1804 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1805         .start = s_start,
1806         .next = s_next,
1807         .stop = s_stop,
1808         .show = s_show,
1809 };
1810
1811 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1812 {
1813         unsigned int *ptr = NULL;
1814         int ret;
1815
1816         if (NUMA_BUILD)
1817                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1818         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1819         if (!ret) {
1820                 struct seq_file *m = file->private_data;
1821                 m->private = ptr;
1822         } else
1823                 kfree(ptr);
1824         return ret;
1825 }
1826
1827 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1828         .open           = vmalloc_open,
1829         .read           = seq_read,
1830         .llseek         = seq_lseek,
1831         .release        = seq_release_private,
1832 };
1833
1834 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1835 {
1836         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1837         return 0;
1838 }
1839 module_init(proc_vmalloc_init);
1840 #endif
1841