mm/vmalloc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
   6  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
   7  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
   8  *  Improving global KVA allocator, Uladzislau Rezki, Sony, May 2019
   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/sched/signal.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/spinlock.h>
  18 #include <linux/interrupt.h>
  19 #include <linux/proc_fs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/set_memory.h>
  22 #include <linux/debugobjects.h>
  23 #include <linux/kallsyms.h>
  24 #include <linux/list.h>
  25 #include <linux/notifier.h>
  26 #include <linux/rbtree.h>
  27 #include <linux/xarray.h>
  28 #include <linux/io.h>
  29 #include <linux/rcupdate.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/kmemleak.h>
  32 #include <linux/atomic.h>
  33 #include <linux/compiler.h>
  34 #include <linux/memcontrol.h>
  35 #include <linux/llist.h>
  36 #include <linux/bitops.h>
  37 #include <linux/rbtree_augmented.h>
  38 #include <linux/overflow.h>
  39 #include <linux/pgtable.h>
  40 #include <linux/uaccess.h>
  41 #include <linux/hugetlb.h>
  42 #include <linux/sched/mm.h>
  43 #include <asm/tlbflush.h>
  44 #include <asm/shmparam.h>
  45
  46 #include "internal.h"
  47 #include "pgalloc-track.h"
  48
  49 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP
  50 static unsigned int __ro_after_init ioremap_max_page_shift = BITS_PER_LONG - 1;
  51
  52 static int __init set_nohugeiomap(char *str)
  53 {
  54         ioremap_max_page_shift = PAGE_SHIFT;
  55         return 0;
  56 }
  57 early_param("nohugeiomap", set_nohugeiomap);
  58 #else /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
  59 static const unsigned int ioremap_max_page_shift = PAGE_SHIFT;
  60 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
  61
  62 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC
  63 static bool __ro_after_init vmap_allow_huge = true;
  64
  65 static int __init set_nohugevmalloc(char *str)
  66 {
  67         vmap_allow_huge = false;
  68         return 0;
  69 }
  70 early_param("nohugevmalloc", set_nohugevmalloc);
  71 #else /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC */
  72 static const bool vmap_allow_huge = false;
  73 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC */
  74
  75 bool is_vmalloc_addr(const void *x)
  76 {
  77         unsigned long addr = (unsigned long)x;
  78
  79         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
  80 }
  81 EXPORT_SYMBOL(is_vmalloc_addr);
  82
  83 struct vfree_deferred {
  84         struct llist_head list;
  85         struct work_struct wq;
  86 };
  87 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
  88
  89 static void __vunmap(const void *, int);
  90
  91 static void free_work(struct work_struct *w)
  92 {
  93         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
  94         struct llist_node *t, *llnode;
  95
  96         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
  97                 __vunmap((void *)llnode, 1);
  98 }
  99
 100 /*** Page table manipulation functions ***/
 101 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 102                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 103                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 104 {
 105         pte_t *pte;
 106         u64 pfn;
 107         unsigned long size = PAGE_SIZE;
 108
 109         pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
 110         pte = pte_alloc_kernel_track(pmd, addr, mask);
 111         if (!pte)
 112                 return -ENOMEM;
 113         do {
 114                 BUG_ON(!pte_none(*pte));
 115
 116 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 117                 size = arch_vmap_pte_range_map_size(addr, end, pfn, max_page_shift);
 118                 if (size != PAGE_SIZE) {
 119                         pte_t entry = pfn_pte(pfn, prot);
 120
 121                         entry = pte_mkhuge(entry);
 122                         entry = arch_make_huge_pte(entry, ilog2(size), 0);
 123                         set_huge_pte_at(&init_mm, addr, pte, entry);
 124                         pfn += PFN_DOWN(size);
 125                         continue;
 126                 }
 127 #endif
 128                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, pfn_pte(pfn, prot));
 129                 pfn++;
 130         } while (pte += PFN_DOWN(size), addr += size, addr != end);
 131         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 static int vmap_try_huge_pmd(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 136                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 137                         unsigned int max_page_shift)
 138 {
 139         if (max_page_shift < PMD_SHIFT)
 140                 return 0;
 141
 142         if (!arch_vmap_pmd_supported(prot))
 143                 return 0;
 144
 145         if ((end - addr) != PMD_SIZE)
 146                 return 0;
 147
 148         if (!IS_ALIGNED(addr, PMD_SIZE))
 149                 return 0;
 150
 151         if (!IS_ALIGNED(phys_addr, PMD_SIZE))
 152                 return 0;
 153
 154         if (pmd_present(*pmd) && !pmd_free_pte_page(pmd, addr))
 155                 return 0;
 156
 157         return pmd_set_huge(pmd, phys_addr, prot);
 158 }
 159
 160 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 161                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 162                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 163 {
 164         pmd_t *pmd;
 165         unsigned long next;
 166
 167         pmd = pmd_alloc_track(&init_mm, pud, addr, mask);
 168         if (!pmd)
 169                 return -ENOMEM;
 170         do {
 171                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 172
 173                 if (vmap_try_huge_pmd(pmd, addr, next, phys_addr, prot,
 174                                         max_page_shift)) {
 175                         *mask |= PGTBL_PMD_MODIFIED;
 176                         continue;
 177                 }
 178
 179                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, phys_addr, prot, max_page_shift, mask))
 180                         return -ENOMEM;
 181         } while (pmd++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 182         return 0;
 183 }
 184
 185 static int vmap_try_huge_pud(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 186                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 187                         unsigned int max_page_shift)
 188 {
 189         if (max_page_shift < PUD_SHIFT)
 190                 return 0;
 191
 192         if (!arch_vmap_pud_supported(prot))
 193                 return 0;
 194
 195         if ((end - addr) != PUD_SIZE)
 196                 return 0;
 197
 198         if (!IS_ALIGNED(addr, PUD_SIZE))
 199                 return 0;
 200
 201         if (!IS_ALIGNED(phys_addr, PUD_SIZE))
 202                 return 0;
 203
 204         if (pud_present(*pud) && !pud_free_pmd_page(pud, addr))
 205                 return 0;
 206
 207         return pud_set_huge(pud, phys_addr, prot);
 208 }
 209
 210 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
 211                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 212                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 213 {
 214         pud_t *pud;
 215         unsigned long next;
 216
 217         pud = pud_alloc_track(&init_mm, p4d, addr, mask);
 218         if (!pud)
 219                 return -ENOMEM;
 220         do {
 221                 next = pud_addr_end(addr, end);
 222
 223                 if (vmap_try_huge_pud(pud, addr, next, phys_addr, prot,
 224                                         max_page_shift)) {
 225                         *mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
 226                         continue;
 227                 }
 228
 229                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, phys_addr, prot,
 230                                         max_page_shift, mask))
 231                         return -ENOMEM;
 232         } while (pud++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 static int vmap_try_huge_p4d(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
 237                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 238                         unsigned int max_page_shift)
 239 {
 240         if (max_page_shift < P4D_SHIFT)
 241                 return 0;
 242
 243         if (!arch_vmap_p4d_supported(prot))
 244                 return 0;
 245
 246         if ((end - addr) != P4D_SIZE)
 247                 return 0;
 248
 249         if (!IS_ALIGNED(addr, P4D_SIZE))
 250                 return 0;
 251
 252         if (!IS_ALIGNED(phys_addr, P4D_SIZE))
 253                 return 0;
 254
 255         if (p4d_present(*p4d) && !p4d_free_pud_page(p4d, addr))
 256                 return 0;
 257
 258         return p4d_set_huge(p4d, phys_addr, prot);
 259 }
 260
 261 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
 262                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 263                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 264 {
 265         p4d_t *p4d;
 266         unsigned long next;
 267
 268         p4d = p4d_alloc_track(&init_mm, pgd, addr, mask);
 269         if (!p4d)
 270                 return -ENOMEM;
 271         do {
 272                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 273
 274                 if (vmap_try_huge_p4d(p4d, addr, next, phys_addr, prot,
 275                                         max_page_shift)) {
 276                         *mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
 277                         continue;
 278                 }
 279
 280                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, phys_addr, prot,
 281                                         max_page_shift, mask))
 282                         return -ENOMEM;
 283         } while (p4d++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 static int vmap_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
 288                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 289                         unsigned int max_page_shift)
 290 {
 291         pgd_t *pgd;
 292         unsigned long start;
 293         unsigned long next;
 294         int err;
 295         pgtbl_mod_mask mask = 0;
 296
 297         might_sleep();
 298         BUG_ON(addr >= end);
 299
 300         start = addr;
 301         pgd = pgd_offset_k(addr);
 302         do {
 303                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 304                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, phys_addr, prot,
 305                                         max_page_shift, &mask);
 306                 if (err)
 307                         break;
 308         } while (pgd++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 309
 310         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
 311                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
 312
 313         return err;
 314 }
 315
 316 int ioremap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 317                 phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot)
 318 {
 319         int err;
 320
 321         err = vmap_range_noflush(addr, end, phys_addr, pgprot_nx(prot),
 322                                  ioremap_max_page_shift);
 323         flush_cache_vmap(addr, end);
 324         return err;
 325 }
 326
 327 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 328                              pgtbl_mod_mask *mask)
 329 {
 330         pte_t *pte;
 331
 332         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 333         do {
 334                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
 335                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
 336         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 337         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
 338 }
 339
 340 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 341                              pgtbl_mod_mask *mask)
 342 {
 343         pmd_t *pmd;
 344         unsigned long next;
 345         int cleared;
 346
 347         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 348         do {
 349                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 350
 351                 cleared = pmd_clear_huge(pmd);
 352                 if (cleared || pmd_bad(*pmd))
 353                         *mask |= PGTBL_PMD_MODIFIED;
 354
 355                 if (cleared)
 356                         continue;
 357                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
 358                         continue;
 359                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next, mask);
 360
 361                 cond_resched();
 362         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 363 }
 364
 365 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
 366                              pgtbl_mod_mask *mask)
 367 {
 368         pud_t *pud;
 369         unsigned long next;
 370         int cleared;
 371
 372         pud = pud_offset(p4d, addr);
 373         do {
 374                 next = pud_addr_end(addr, end);
 375
 376                 cleared = pud_clear_huge(pud);
 377                 if (cleared || pud_bad(*pud))
 378                         *mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
 379
 380                 if (cleared)
 381                         continue;
 382                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 383                         continue;
 384                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next, mask);
 385         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 386 }
 387
 388 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
 389                              pgtbl_mod_mask *mask)
 390 {
 391         p4d_t *p4d;
 392         unsigned long next;
 393         int cleared;
 394
 395         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 396         do {
 397                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 398
 399                 cleared = p4d_clear_huge(p4d);
 400                 if (cleared || p4d_bad(*p4d))
 401                         *mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
 402
 403                 if (cleared)
 404                         continue;
 405                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
 406                         continue;
 407                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next, mask);
 408         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 409 }
 410
 411 /*
 412  * vunmap_range_noflush is similar to vunmap_range, but does not
 413  * flush caches or TLBs.
 414  *
 415  * The caller is responsible for calling flush_cache_vmap() before calling
 416  * this function, and flush_tlb_kernel_range after it has returned
 417  * successfully (and before the addresses are expected to cause a page fault
 418  * or be re-mapped for something else, if TLB flushes are being delayed or
 419  * coalesced).
 420  *
 421  * This is an internal function only. Do not use outside mm/.
 422  */
 423 void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end)
 424 {
 425         unsigned long next;
 426         pgd_t *pgd;
 427         unsigned long addr = start;
 428         pgtbl_mod_mask mask = 0;
 429
 430         BUG_ON(addr >= end);
 431         pgd = pgd_offset_k(addr);
 432         do {
 433                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 434                 if (pgd_bad(*pgd))
 435                         mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
 436                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 437                         continue;
 438                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next, &mask);
 439         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 440
 441         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
 442                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
 443 }
 444
 445 /**
 446  * vunmap_range - unmap kernel virtual addresses
 447  * @addr: start of the VM area to unmap
 448  * @end: end of the VM area to unmap (non-inclusive)
 449  *
 450  * Clears any present PTEs in the virtual address range, flushes TLBs and
 451  * caches. Any subsequent access to the address before it has been re-mapped
 452  * is a kernel bug.
 453  */
 454 void vunmap_range(unsigned long addr, unsigned long end)
 455 {
 456         flush_cache_vunmap(addr, end);
 457         vunmap_range_noflush(addr, end);
 458         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
 459 }
 460
 461 static int vmap_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 462                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 463                 pgtbl_mod_mask *mask)
 464 {
 465         pte_t *pte;
 466
 467         /*
 468          * nr is a running index into the array which helps higher level
 469          * callers keep track of where we're up to.
 470          */
 471
 472         pte = pte_alloc_kernel_track(pmd, addr, mask);
 473         if (!pte)
 474                 return -ENOMEM;
 475         do {
 476                 struct page *page = pages[*nr];
 477
 478                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
 479                         return -EBUSY;
 480                 if (WARN_ON(!page))
 481                         return -ENOMEM;
 482                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 483                 (*nr)++;
 484         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 485         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
 486         return 0;
 487 }
 488
 489 static int vmap_pages_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
 490                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 491                 pgtbl_mod_mask *mask)
 492 {
 493         pmd_t *pmd;
 494         unsigned long next;
 495
 496         pmd = pmd_alloc_track(&init_mm, pud, addr, mask);
 497         if (!pmd)
 498                 return -ENOMEM;
 499         do {
 500                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 501                 if (vmap_pages_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr, mask))
 502                         return -ENOMEM;
 503         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 504         return 0;
 505 }
 506
 507 static int vmap_pages_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
 508                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 509                 pgtbl_mod_mask *mask)
 510 {
 511         pud_t *pud;
 512         unsigned long next;
 513
 514         pud = pud_alloc_track(&init_mm, p4d, addr, mask);
 515         if (!pud)
 516                 return -ENOMEM;
 517         do {
 518                 next = pud_addr_end(addr, end);
 519                 if (vmap_pages_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr, mask))
 520                         return -ENOMEM;
 521         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 static int vmap_pages_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 526                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 527                 pgtbl_mod_mask *mask)
 528 {
 529         p4d_t *p4d;
 530         unsigned long next;
 531
 532         p4d = p4d_alloc_track(&init_mm, pgd, addr, mask);
 533         if (!p4d)
 534                 return -ENOMEM;
 535         do {
 536                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 537                 if (vmap_pages_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr, mask))
 538                         return -ENOMEM;
 539         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 540         return 0;
 541 }
 542
 543 static int vmap_small_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
 544                 pgprot_t prot, struct page **pages)
 545 {
 546         unsigned long start = addr;
 547         pgd_t *pgd;
 548         unsigned long next;
 549         int err = 0;
 550         int nr = 0;
 551         pgtbl_mod_mask mask = 0;
 552
 553         BUG_ON(addr >= end);
 554         pgd = pgd_offset_k(addr);
 555         do {
 556                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 557                 if (pgd_bad(*pgd))
 558                         mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
 559                 err = vmap_pages_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr, &mask);
 560                 if (err)
 561                         return err;
 562         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 563
 564         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
 565                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
 566
 567         return 0;
 568 }
 569
 570 /*
 571  * vmap_pages_range_noflush is similar to vmap_pages_range, but does not
 572  * flush caches.
 573  *
 574  * The caller is responsible for calling flush_cache_vmap() after this
 575  * function returns successfully and before the addresses are accessed.
 576  *
 577  * This is an internal function only. Do not use outside mm/.
 578  */
 579 int vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
 580                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
 581 {
 582         unsigned int i, nr = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
 583
 584         WARN_ON(page_shift < PAGE_SHIFT);
 585
 586         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC) ||
 587                         page_shift == PAGE_SHIFT)
 588                 return vmap_small_pages_range_noflush(addr, end, prot, pages);
 589
 590         for (i = 0; i < nr; i += 1U << (page_shift - PAGE_SHIFT)) {
 591                 int err;
 592
 593                 err = vmap_range_noflush(addr, addr + (1UL << page_shift),
 594                                         __pa(page_address(pages[i])), prot,
 595                                         page_shift);
 596                 if (err)
 597                         return err;
 598
 599                 addr += 1UL << page_shift;
 600         }
 601
 602         return 0;
 603 }
 604
 605 /**
 606  * vmap_pages_range - map pages to a kernel virtual address
 607  * @addr: start of the VM area to map
 608  * @end: end of the VM area to map (non-inclusive)
 609  * @prot: page protection flags to use
 610  * @pages: pages to map (always PAGE_SIZE pages)
 611  * @page_shift: maximum shift that the pages may be mapped with, @pages must
 612  * be aligned and contiguous up to at least this shift.
 613  *
 614  * RETURNS:
 615  * 0 on success, -errno on failure.
 616  */
 617 static int vmap_pages_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 618                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
 619 {
 620         int err;
 621
 622         err = vmap_pages_range_noflush(addr, end, prot, pages, page_shift);
 623         flush_cache_vmap(addr, end);
 624         return err;
 625 }
 626
 627 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
 628 {
 629         /*
 630          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
 631          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
 632          * just put it in the vmalloc space.
 633          */
 634 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
 635         unsigned long addr = (unsigned long)x;
 636         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
 637                 return 1;
 638 #endif
 639         return is_vmalloc_addr(x);
 640 }
 641
 642 /*
 643  * Walk a vmap address to the struct page it maps. Huge vmap mappings will
 644  * return the tail page that corresponds to the base page address, which
 645  * matches small vmap mappings.
 646  */
 647 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
 648 {
 649         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
 650         struct page *page = NULL;
 651         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 652         p4d_t *p4d;
 653         pud_t *pud;
 654         pmd_t *pmd;
 655         pte_t *ptep, pte;
 656
 657         /*
 658          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
 659          * architectures that do not vmalloc module space
 660          */
 661         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
 662
 663         if (pgd_none(*pgd))
 664                 return NULL;
 665         if (WARN_ON_ONCE(pgd_leaf(*pgd)))
 666                 return NULL; /* XXX: no allowance for huge pgd */
 667         if (WARN_ON_ONCE(pgd_bad(*pgd)))
 668                 return NULL;
 669
 670         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 671         if (p4d_none(*p4d))
 672                 return NULL;
 673         if (p4d_leaf(*p4d))
 674                 return p4d_page(*p4d) + ((addr & ~P4D_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 675         if (WARN_ON_ONCE(p4d_bad(*p4d)))
 676                 return NULL;
 677
 678         pud = pud_offset(p4d, addr);
 679         if (pud_none(*pud))
 680                 return NULL;
 681         if (pud_leaf(*pud))
 682                 return pud_page(*pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 683         if (WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud)))
 684                 return NULL;
 685
 686         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 687         if (pmd_none(*pmd))
 688                 return NULL;
 689         if (pmd_leaf(*pmd))
 690                 return pmd_page(*pmd) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 691         if (WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd)))
 692                 return NULL;
 693
 694         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 695         pte = *ptep;
 696         if (pte_present(pte))
 697                 page = pte_page(pte);
 698         pte_unmap(ptep);
 699
 700         return page;
 701 }
 702 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
 703
 704 /*
 705  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
 706  */
 707 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
 708 {
 709         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
 710 }
 711 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
 712
 713
 714 /*** Global kva allocator ***/
 715
 716 #define DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK 0
 717 #define DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK 0
 718
 719
 720 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
 721 static DEFINE_SPINLOCK(free_vmap_area_lock);
 722 /* Export for kexec only */
 723 LIST_HEAD(vmap_area_list);
 724 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
 725 static bool vmap_initialized __read_mostly;
 726
 727 static struct rb_root purge_vmap_area_root = RB_ROOT;
 728 static LIST_HEAD(purge_vmap_area_list);
 729 static DEFINE_SPINLOCK(purge_vmap_area_lock);
 730
 731 /*
 732  * This kmem_cache is used for vmap_area objects. Instead of
 733  * allocating from slab we reuse an object from this cache to
 734  * make things faster. Especially in "no edge" splitting of
 735  * free block.
 736  */
 737 static struct kmem_cache *vmap_area_cachep;
 738
 739 /*
 740  * This linked list is used in pair with free_vmap_area_root.
 741  * It gives O(1) access to prev/next to perform fast coalescing.
 742  */
 743 static LIST_HEAD(free_vmap_area_list);
 744
 745 /*
 746  * This augment red-black tree represents the free vmap space.
 747  * All vmap_area objects in this tree are sorted by va->va_start
 748  * address. It is used for allocation and merging when a vmap
 749  * object is released.
 750  *
 751  * Each vmap_area node contains a maximum available free block
 752  * of its sub-tree, right or left. Therefore it is possible to
 753  * find a lowest match of free area.
 754  */
 755 static struct rb_root free_vmap_area_root = RB_ROOT;
 756
 757 /*
 758  * Preload a CPU with one object for "no edge" split case. The
 759  * aim is to get rid of allocations from the atomic context, thus
 760  * to use more permissive allocation masks.
 761  */
 762 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_area *, ne_fit_preload_node);
 763
 764 static __always_inline unsigned long
 765 va_size(struct vmap_area *va)
 766 {
 767         return (va->va_end - va->va_start);
 768 }
 769
 770 static __always_inline unsigned long
 771 get_subtree_max_size(struct rb_node *node)
 772 {
 773         struct vmap_area *va;
 774
 775         va = rb_entry_safe(node, struct vmap_area, rb_node);
 776         return va ? va->subtree_max_size : 0;
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Gets called when remove the node and rotate.
 781  */
 782 static __always_inline unsigned long
 783 compute_subtree_max_size(struct vmap_area *va)
 784 {
 785         return max3(va_size(va),
 786                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_left),
 787                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_right));
 788 }
 789
 790 RB_DECLARE_CALLBACKS_MAX(static, free_vmap_area_rb_augment_cb,
 791         struct vmap_area, rb_node, unsigned long, subtree_max_size, va_size)
 792
 793 static void purge_vmap_area_lazy(void);
 794 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
 795 static unsigned long lazy_max_pages(void);
 796
 797 static atomic_long_t nr_vmalloc_pages;
 798
 799 unsigned long vmalloc_nr_pages(void)
 800 {
 801         return atomic_long_read(&nr_vmalloc_pages);
 802 }
 803
 804 static struct vmap_area *find_vmap_area_exceed_addr(unsigned long addr)
 805 {
 806         struct vmap_area *va = NULL;
 807         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 808
 809         while (n) {
 810                 struct vmap_area *tmp;
 811
 812                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 813                 if (tmp->va_end > addr) {
 814                         va = tmp;
 815                         if (tmp->va_start <= addr)
 816                                 break;
 817
 818                         n = n->rb_left;
 819                 } else
 820                         n = n->rb_right;
 821         }
 822
 823         return va;
 824 }
 825
 826 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
 827 {
 828         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 829
 830         while (n) {
 831                 struct vmap_area *va;
 832
 833                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 834                 if (addr < va->va_start)
 835                         n = n->rb_left;
 836                 else if (addr >= va->va_end)
 837                         n = n->rb_right;
 838                 else
 839                         return va;
 840         }
 841
 842         return NULL;
 843 }
 844
 845 /*
 846  * This function returns back addresses of parent node
 847  * and its left or right link for further processing.
 848  *
 849  * Otherwise NULL is returned. In that case all further
 850  * steps regarding inserting of conflicting overlap range
 851  * have to be declined and actually considered as a bug.
 852  */
 853 static __always_inline struct rb_node **
 854 find_va_links(struct vmap_area *va,
 855         struct rb_root *root, struct rb_node *from,
 856         struct rb_node **parent)
 857 {
 858         struct vmap_area *tmp_va;
 859         struct rb_node **link;
 860
 861         if (root) {
 862                 link = &root->rb_node;
 863                 if (unlikely(!*link)) {
 864                         *parent = NULL;
 865                         return link;
 866                 }
 867         } else {
 868                 link = &from;
 869         }
 870
 871         /*
 872          * Go to the bottom of the tree. When we hit the last point
 873          * we end up with parent rb_node and correct direction, i name
 874          * it link, where the new va->rb_node will be attached to.
 875          */
 876         do {
 877                 tmp_va = rb_entry(*link, struct vmap_area, rb_node);
 878
 879                 /*
 880                  * During the traversal we also do some sanity check.
 881                  * Trigger the BUG() if there are sides(left/right)
 882                  * or full overlaps.
 883                  */
 884                 if (va->va_start < tmp_va->va_end &&
 885                                 va->va_end <= tmp_va->va_start)
 886                         link = &(*link)->rb_left;
 887                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start &&
 888                                 va->va_start >= tmp_va->va_end)
 889                         link = &(*link)->rb_right;
 890                 else {
 891                         WARN(1, "vmalloc bug: 0x%lx-0x%lx overlaps with 0x%lx-0x%lx\n",
 892                                 va->va_start, va->va_end, tmp_va->va_start, tmp_va->va_end);
 893
 894                         return NULL;
 895                 }
 896         } while (*link);
 897
 898         *parent = &tmp_va->rb_node;
 899         return link;
 900 }
 901
 902 static __always_inline struct list_head *
 903 get_va_next_sibling(struct rb_node *parent, struct rb_node **link)
 904 {
 905         struct list_head *list;
 906
 907         if (unlikely(!parent))
 908                 /*
 909                  * The red-black tree where we try to find VA neighbors
 910                  * before merging or inserting is empty, i.e. it means
 911                  * there is no free vmap space. Normally it does not
 912                  * happen but we handle this case anyway.
 913                  */
 914                 return NULL;
 915
 916         list = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
 917         return (&parent->rb_right == link ? list->next : list);
 918 }
 919
 920 static __always_inline void
 921 link_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
 922         struct rb_node *parent, struct rb_node **link, struct list_head *head)
 923 {
 924         /*
 925          * VA is still not in the list, but we can
 926          * identify its future previous list_head node.
 927          */
 928         if (likely(parent)) {
 929                 head = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
 930                 if (&parent->rb_right != link)
 931                         head = head->prev;
 932         }
 933
 934         /* Insert to the rb-tree */
 935         rb_link_node(&va->rb_node, parent, link);
 936         if (root == &free_vmap_area_root) {
 937                 /*
 938                  * Some explanation here. Just perform simple insertion
 939                  * to the tree. We do not set va->subtree_max_size to
 940                  * its current size before calling rb_insert_augmented().
 941                  * It is because of we populate the tree from the bottom
 942                  * to parent levels when the node _is_ in the tree.
 943                  *
 944                  * Therefore we set subtree_max_size to zero after insertion,
 945                  * to let __augment_tree_propagate_from() puts everything to
 946                  * the correct order later on.
 947                  */
 948                 rb_insert_augmented(&va->rb_node,
 949                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
 950                 va->subtree_max_size = 0;
 951         } else {
 952                 rb_insert_color(&va->rb_node, root);
 953         }
 954
 955         /* Address-sort this list */
 956         list_add(&va->list, head);
 957 }
 958
 959 static __always_inline void
 960 unlink_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root)
 961 {
 962         if (WARN_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node)))
 963                 return;
 964
 965         if (root == &free_vmap_area_root)
 966                 rb_erase_augmented(&va->rb_node,
 967                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
 968         else
 969                 rb_erase(&va->rb_node, root);
 970
 971         list_del(&va->list);
 972         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
 973 }
 974
 975 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
 976 static void
 977 augment_tree_propagate_check(void)
 978 {
 979         struct vmap_area *va;
 980         unsigned long computed_size;
 981
 982         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
 983                 computed_size = compute_subtree_max_size(va);
 984                 if (computed_size != va->subtree_max_size)
 985                         pr_emerg("tree is corrupted: %lu, %lu\n",
 986                                 va_size(va), va->subtree_max_size);
 987         }
 988 }
 989 #endif
 990
 991 /*
 992  * This function populates subtree_max_size from bottom to upper
 993  * levels starting from VA point. The propagation must be done
 994  * when VA size is modified by changing its va_start/va_end. Or
 995  * in case of newly inserting of VA to the tree.
 996  *
 997  * It means that __augment_tree_propagate_from() must be called:
 998  * - After VA has been inserted to the tree(free path);
 999  * - After VA has been shrunk(allocation path);
1000  * - After VA has been increased(merging path).
1001  *
1002  * Please note that, it does not mean that upper parent nodes
1003  * and their subtree_max_size are recalculated all the time up
1004  * to the root node.
1005  *
1006  *       4--8
1007  *        /\
1008  *       /  \
1009  *      /    \
1010  *    2--2  8--8
1011  *
1012  * For example if we modify the node 4, shrinking it to 2, then
1013  * no any modification is required. If we shrink the node 2 to 1
1014  * its subtree_max_size is updated only, and set to 1. If we shrink
1015  * the node 8 to 6, then its subtree_max_size is set to 6 and parent
1016  * node becomes 4--6.
1017  */
1018 static __always_inline void
1019 augment_tree_propagate_from(struct vmap_area *va)
1020 {
1021         /*
1022          * Populate the tree from bottom towards the root until
1023          * the calculated maximum available size of checked node
1024          * is equal to its current one.
1025          */
1026         free_vmap_area_rb_augment_cb_propagate(&va->rb_node, NULL);
1027
1028 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
1029         augment_tree_propagate_check();
1030 #endif
1031 }
1032
1033 static void
1034 insert_vmap_area(struct vmap_area *va,
1035         struct rb_root *root, struct list_head *head)
1036 {
1037         struct rb_node **link;
1038         struct rb_node *parent;
1039
1040         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
1041         if (link)
1042                 link_va(va, root, parent, link, head);
1043 }
1044
1045 static void
1046 insert_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
1047         struct rb_node *from, struct rb_root *root,
1048         struct list_head *head)
1049 {
1050         struct rb_node **link;
1051         struct rb_node *parent;
1052
1053         if (from)
1054                 link = find_va_links(va, NULL, from, &parent);
1055         else
1056                 link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
1057
1058         if (link) {
1059                 link_va(va, root, parent, link, head);
1060                 augment_tree_propagate_from(va);
1061         }
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Merge de-allocated chunk of VA memory with previous
1066  * and next free blocks. If coalesce is not done a new
1067  * free area is inserted. If VA has been merged, it is
1068  * freed.
1069  *
1070  * Please note, it can return NULL in case of overlap
1071  * ranges, followed by WARN() report. Despite it is a
1072  * buggy behaviour, a system can be alive and keep
1073  * ongoing.
1074  */
1075 static __always_inline struct vmap_area *
1076 merge_or_add_vmap_area(struct vmap_area *va,
1077         struct rb_root *root, struct list_head *head)
1078 {
1079         struct vmap_area *sibling;
1080         struct list_head *next;
1081         struct rb_node **link;
1082         struct rb_node *parent;
1083         bool merged = false;
1084
1085         /*
1086          * Find a place in the tree where VA potentially will be
1087          * inserted, unless it is merged with its sibling/siblings.
1088          */
1089         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
1090         if (!link)
1091                 return NULL;
1092
1093         /*
1094          * Get next node of VA to check if merging can be done.
1095          */
1096         next = get_va_next_sibling(parent, link);
1097         if (unlikely(next == NULL))
1098                 goto insert;
1099
1100         /*
1101          * start            end
1102          * |                |
1103          * |<------VA------>|<-----Next----->|
1104          *                  |                |
1105          *                  start            end
1106          */
1107         if (next != head) {
1108                 sibling = list_entry(next, struct vmap_area, list);
1109                 if (sibling->va_start == va->va_end) {
1110                         sibling->va_start = va->va_start;
1111
1112                         /* Free vmap_area object. */
1113                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1114
1115                         /* Point to the new merged area. */
1116                         va = sibling;
1117                         merged = true;
1118                 }
1119         }
1120
1121         /*
1122          * start            end
1123          * |                |
1124          * |<-----Prev----->|<------VA------>|
1125          *                  |                |
1126          *                  start            end
1127          */
1128         if (next->prev != head) {
1129                 sibling = list_entry(next->prev, struct vmap_area, list);
1130                 if (sibling->va_end == va->va_start) {
1131                         /*
1132                          * If both neighbors are coalesced, it is important
1133                          * to unlink the "next" node first, followed by merging
1134                          * with "previous" one. Otherwise the tree might not be
1135                          * fully populated if a sibling's augmented value is
1136                          * "normalized" because of rotation operations.
1137                          */
1138                         if (merged)
1139                                 unlink_va(va, root);
1140
1141                         sibling->va_end = va->va_end;
1142
1143                         /* Free vmap_area object. */
1144                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1145
1146                         /* Point to the new merged area. */
1147                         va = sibling;
1148                         merged = true;
1149                 }
1150         }
1151
1152 insert:
1153         if (!merged)
1154                 link_va(va, root, parent, link, head);
1155
1156         return va;
1157 }
1158
1159 static __always_inline struct vmap_area *
1160 merge_or_add_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
1161         struct rb_root *root, struct list_head *head)
1162 {
1163         va = merge_or_add_vmap_area(va, root, head);
1164         if (va)
1165                 augment_tree_propagate_from(va);
1166
1167         return va;
1168 }
1169
1170 static __always_inline bool
1171 is_within_this_va(struct vmap_area *va, unsigned long size,
1172         unsigned long align, unsigned long vstart)
1173 {
1174         unsigned long nva_start_addr;
1175
1176         if (va->va_start > vstart)
1177                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1178         else
1179                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1180
1181         /* Can be overflowed due to big size or alignment. */
1182         if (nva_start_addr + size < nva_start_addr ||
1183                         nva_start_addr < vstart)
1184                 return false;
1185
1186         return (nva_start_addr + size <= va->va_end);
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Find the first free block(lowest start address) in the tree,
1191  * that will accomplish the request corresponding to passing
1192  * parameters.
1193  */
1194 static __always_inline struct vmap_area *
1195 find_vmap_lowest_match(unsigned long size,
1196         unsigned long align, unsigned long vstart)
1197 {
1198         struct vmap_area *va;
1199         struct rb_node *node;
1200
1201         /* Start from the root. */
1202         node = free_vmap_area_root.rb_node;
1203
1204         while (node) {
1205                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
1206
1207                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) >= size &&
1208                                 vstart < va->va_start) {
1209                         node = node->rb_left;
1210                 } else {
1211                         if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
1212                                 return va;
1213
1214                         /*
1215                          * Does not make sense to go deeper towards the right
1216                          * sub-tree if it does not have a free block that is
1217                          * equal or bigger to the requested search size.
1218                          */
1219                         if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= size) {
1220                                 node = node->rb_right;
1221                                 continue;
1222                         }
1223
1224                         /*
1225                          * OK. We roll back and find the first right sub-tree,
1226                          * that will satisfy the search criteria. It can happen
1227                          * due to "vstart" restriction or an alignment overhead
1228                          * that is bigger then PAGE_SIZE.
1229                          */
1230                         while ((node = rb_parent(node))) {
1231                                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
1232                                 if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
1233                                         return va;
1234
1235                                 if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= size &&
1236                                                 vstart <= va->va_start) {
1237                                         /*
1238                                          * Shift the vstart forward. Please note, we update it with
1239                                          * parent's start address adding "1" because we do not want
1240                                          * to enter same sub-tree after it has already been checked
1241                                          * and no suitable free block found there.
1242                                          */
1243                                         vstart = va->va_start + 1;
1244                                         node = node->rb_right;
1245                                         break;
1246                                 }
1247                         }
1248                 }
1249         }
1250
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1255 #include <linux/random.h>
1256
1257 static struct vmap_area *
1258 find_vmap_lowest_linear_match(unsigned long size,
1259         unsigned long align, unsigned long vstart)
1260 {
1261         struct vmap_area *va;
1262
1263         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
1264                 if (!is_within_this_va(va, size, align, vstart))
1265                         continue;
1266
1267                 return va;
1268         }
1269
1270         return NULL;
1271 }
1272
1273 static void
1274 find_vmap_lowest_match_check(unsigned long size, unsigned long align)
1275 {
1276         struct vmap_area *va_1, *va_2;
1277         unsigned long vstart;
1278         unsigned int rnd;
1279
1280         get_random_bytes(&rnd, sizeof(rnd));
1281         vstart = VMALLOC_START + rnd;
1282
1283         va_1 = find_vmap_lowest_match(size, align, vstart);
1284         va_2 = find_vmap_lowest_linear_match(size, align, vstart);
1285
1286         if (va_1 != va_2)
1287                 pr_emerg("not lowest: t: 0x%p, l: 0x%p, v: 0x%lx\n",
1288                         va_1, va_2, vstart);
1289 }
1290 #endif
1291
1292 enum fit_type {
1293         NOTHING_FIT = 0,
1294         FL_FIT_TYPE = 1,        /* full fit */
1295         LE_FIT_TYPE = 2,        /* left edge fit */
1296         RE_FIT_TYPE = 3,        /* right edge fit */
1297         NE_FIT_TYPE = 4         /* no edge fit */
1298 };
1299
1300 static __always_inline enum fit_type
1301 classify_va_fit_type(struct vmap_area *va,
1302         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size)
1303 {
1304         enum fit_type type;
1305
1306         /* Check if it is within VA. */
1307         if (nva_start_addr < va->va_start ||
1308                         nva_start_addr + size > va->va_end)
1309                 return NOTHING_FIT;
1310
1311         /* Now classify. */
1312         if (va->va_start == nva_start_addr) {
1313                 if (va->va_end == nva_start_addr + size)
1314                         type = FL_FIT_TYPE;
1315                 else
1316                         type = LE_FIT_TYPE;
1317         } else if (va->va_end == nva_start_addr + size) {
1318                 type = RE_FIT_TYPE;
1319         } else {
1320                 type = NE_FIT_TYPE;
1321         }
1322
1323         return type;
1324 }
1325
1326 static __always_inline int
1327 adjust_va_to_fit_type(struct vmap_area *va,
1328         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size,
1329         enum fit_type type)
1330 {
1331         struct vmap_area *lva = NULL;
1332
1333         if (type == FL_FIT_TYPE) {
1334                 /*
1335                  * No need to split VA, it fully fits.
1336                  *
1337                  * |               |
1338                  * V      NVA      V
1339                  * |---------------|
1340                  */
1341                 unlink_va(va, &free_vmap_area_root);
1342                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1343         } else if (type == LE_FIT_TYPE) {
1344                 /*
1345                  * Split left edge of fit VA.
1346                  *
1347                  * |       |
1348                  * V  NVA  V   R
1349                  * |-------|-------|
1350                  */
1351                 va->va_start += size;
1352         } else if (type == RE_FIT_TYPE) {
1353                 /*
1354                  * Split right edge of fit VA.
1355                  *
1356                  *         |       |
1357                  *     L   V  NVA  V
1358                  * |-------|-------|
1359                  */
1360                 va->va_end = nva_start_addr;
1361         } else if (type == NE_FIT_TYPE) {
1362                 /*
1363                  * Split no edge of fit VA.
1364                  *
1365                  *     |       |
1366                  *   L V  NVA  V R
1367                  * |---|-------|---|
1368                  */
1369                 lva = __this_cpu_xchg(ne_fit_preload_node, NULL);
1370                 if (unlikely(!lva)) {
1371                         /*
1372                          * For percpu allocator we do not do any pre-allocation
1373                          * and leave it as it is. The reason is it most likely
1374                          * never ends up with NE_FIT_TYPE splitting. In case of
1375                          * percpu allocations offsets and sizes are aligned to
1376                          * fixed align request, i.e. RE_FIT_TYPE and FL_FIT_TYPE
1377                          * are its main fitting cases.
1378                          *
1379                          * There are a few exceptions though, as an example it is
1380                          * a first allocation (early boot up) when we have "one"
1381                          * big free space that has to be split.
1382                          *
1383                          * Also we can hit this path in case of regular "vmap"
1384                          * allocations, if "this" current CPU was not preloaded.
1385                          * See the comment in alloc_vmap_area() why. If so, then
1386                          * GFP_NOWAIT is used instead to get an extra object for
1387                          * split purpose. That is rare and most time does not
1388                          * occur.
1389                          *
1390                          * What happens if an allocation gets failed. Basically,
1391                          * an "overflow" path is triggered to purge lazily freed
1392                          * areas to free some memory, then, the "retry" path is
1393                          * triggered to repeat one more time. See more details
1394                          * in alloc_vmap_area() function.
1395                          */
1396                         lva = kmem_cache_alloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1397                         if (!lva)
1398                                 return -1;
1399                 }
1400
1401                 /*
1402                  * Build the remainder.
1403                  */
1404                 lva->va_start = va->va_start;
1405                 lva->va_end = nva_start_addr;
1406
1407                 /*
1408                  * Shrink this VA to remaining size.
1409                  */
1410                 va->va_start = nva_start_addr + size;
1411         } else {
1412                 return -1;
1413         }
1414
1415         if (type != FL_FIT_TYPE) {
1416                 augment_tree_propagate_from(va);
1417
1418                 if (lva)        /* type == NE_FIT_TYPE */
1419                         insert_vmap_area_augment(lva, &va->rb_node,
1420                                 &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1421         }
1422
1423         return 0;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Returns a start address of the newly allocated area, if success.
1428  * Otherwise a vend is returned that indicates failure.
1429  */
1430 static __always_inline unsigned long
1431 __alloc_vmap_area(unsigned long size, unsigned long align,
1432         unsigned long vstart, unsigned long vend)
1433 {
1434         unsigned long nva_start_addr;
1435         struct vmap_area *va;
1436         enum fit_type type;
1437         int ret;
1438
1439         va = find_vmap_lowest_match(size, align, vstart);
1440         if (unlikely(!va))
1441                 return vend;
1442
1443         if (va->va_start > vstart)
1444                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1445         else
1446                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1447
1448         /* Check the "vend" restriction. */
1449         if (nva_start_addr + size > vend)
1450                 return vend;
1451
1452         /* Classify what we have found. */
1453         type = classify_va_fit_type(va, nva_start_addr, size);
1454         if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
1455                 return vend;
1456
1457         /* Update the free vmap_area. */
1458         ret = adjust_va_to_fit_type(va, nva_start_addr, size, type);
1459         if (ret)
1460                 return vend;
1461
1462 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1463         find_vmap_lowest_match_check(size, align);
1464 #endif
1465
1466         return nva_start_addr;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
1471  */
1472 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1473 {
1474         /*
1475          * Remove from the busy tree/list.
1476          */
1477         spin_lock(&vmap_area_lock);
1478         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1479         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1480
1481         /*
1482          * Insert/Merge it back to the free tree/list.
1483          */
1484         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1485         merge_or_add_vmap_area_augment(va, &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1486         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1487 }
1488
1489 static inline void
1490 preload_this_cpu_lock(spinlock_t *lock, gfp_t gfp_mask, int node)
1491 {
1492         struct vmap_area *va = NULL;
1493
1494         /*
1495          * Preload this CPU with one extra vmap_area object. It is used
1496          * when fit type of free area is NE_FIT_TYPE. It guarantees that
1497          * a CPU that does an allocation is preloaded.
1498          *
1499          * We do it in non-atomic context, thus it allows us to use more
1500          * permissive allocation masks to be more stable under low memory
1501          * condition and high memory pressure.
1502          */
1503         if (!this_cpu_read(ne_fit_preload_node))
1504                 va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, gfp_mask, node);
1505
1506         spin_lock(lock);
1507
1508         if (va && __this_cpu_cmpxchg(ne_fit_preload_node, NULL, va))
1509                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
1514  * vstart and vend.
1515  */
1516 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
1517                                 unsigned long align,
1518                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
1519                                 int node, gfp_t gfp_mask)
1520 {
1521         struct vmap_area *va;
1522         unsigned long freed;
1523         unsigned long addr;
1524         int purged = 0;
1525         int ret;
1526
1527         BUG_ON(!size);
1528         BUG_ON(offset_in_page(size));
1529         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
1530
1531         if (unlikely(!vmap_initialized))
1532                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1533
1534         might_sleep();
1535         gfp_mask = gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK;
1536
1537         va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, gfp_mask, node);
1538         if (unlikely(!va))
1539                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1540
1541         /*
1542          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
1543          * to avoid false negatives.
1544          */
1545         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask);
1546
1547 retry:
1548         preload_this_cpu_lock(&free_vmap_area_lock, gfp_mask, node);
1549         addr = __alloc_vmap_area(size, align, vstart, vend);
1550         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1551
1552         /*
1553          * If an allocation fails, the "vend" address is
1554          * returned. Therefore trigger the overflow path.
1555          */
1556         if (unlikely(addr == vend))
1557                 goto overflow;
1558
1559         va->va_start = addr;
1560         va->va_end = addr + size;
1561         va->vm = NULL;
1562
1563         spin_lock(&vmap_area_lock);
1564         insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1565         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1566
1567         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
1568         BUG_ON(va->va_start < vstart);
1569         BUG_ON(va->va_end > vend);
1570
1571         ret = kasan_populate_vmalloc(addr, size);
1572         if (ret) {
1573                 free_vmap_area(va);
1574                 return ERR_PTR(ret);
1575         }
1576
1577         return va;
1578
1579 overflow:
1580         if (!purged) {
1581                 purge_vmap_area_lazy();
1582                 purged = 1;
1583                 goto retry;
1584         }
1585
1586         freed = 0;
1587         blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
1588
1589         if (freed > 0) {
1590                 purged = 0;
1591                 goto retry;
1592         }
1593
1594         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1595                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
1596                         size);
1597
1598         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1599         return ERR_PTR(-EBUSY);
1600 }
1601
1602 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1603 {
1604         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
1605 }
1606 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
1607
1608 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1609 {
1610         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
1611 }
1612 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
1613
1614 /*
1615  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
1616  * before attempting to purge with a TLB flush.
1617  *
1618  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
1619  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
1620  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
1621  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
1622  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
1623  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
1624  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
1625  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
1626  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
1627  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
1628  * becomes a problem on bigger systems.
1629  */
1630 static unsigned long lazy_max_pages(void)
1631 {
1632         unsigned int log;
1633
1634         log = fls(num_online_cpus());
1635
1636         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
1637 }
1638
1639 static atomic_long_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_LONG_INIT(0);
1640
1641 /*
1642  * Serialize vmap purging.  There is no actual critical section protected
1643  * by this look, but we want to avoid concurrent calls for performance
1644  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
1645  */
1646 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
1647
1648 /* for per-CPU blocks */
1649 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
1650
1651 #ifdef CONFIG_X86_64
1652 /*
1653  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
1654  * immediately freed.
1655  */
1656 void set_iounmap_nonlazy(void)
1657 {
1658         atomic_long_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
1659 }
1660 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1661
1662 /*
1663  * Purges all lazily-freed vmap areas.
1664  */
1665 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
1666 {
1667         unsigned long resched_threshold;
1668         struct list_head local_pure_list;
1669         struct vmap_area *va, *n_va;
1670
1671         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
1672
1673         spin_lock(&purge_vmap_area_lock);
1674         purge_vmap_area_root = RB_ROOT;
1675         list_replace_init(&purge_vmap_area_list, &local_pure_list);
1676         spin_unlock(&purge_vmap_area_lock);
1677
1678         if (unlikely(list_empty(&local_pure_list)))
1679                 return false;
1680
1681         start = min(start,
1682                 list_first_entry(&local_pure_list,
1683                         struct vmap_area, list)->va_start);
1684
1685         end = max(end,
1686                 list_last_entry(&local_pure_list,
1687                         struct vmap_area, list)->va_end);
1688
1689         flush_tlb_kernel_range(start, end);
1690         resched_threshold = lazy_max_pages() << 1;
1691
1692         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1693         list_for_each_entry_safe(va, n_va, &local_pure_list, list) {
1694                 unsigned long nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
1695                 unsigned long orig_start = va->va_start;
1696                 unsigned long orig_end = va->va_end;
1697
1698                 /*
1699                  * Finally insert or merge lazily-freed area. It is
1700                  * detached and there is no need to "unlink" it from
1701                  * anything.
1702                  */
1703                 va = merge_or_add_vmap_area_augment(va, &free_vmap_area_root,
1704                                 &free_vmap_area_list);
1705
1706                 if (!va)
1707                         continue;
1708
1709                 if (is_vmalloc_or_module_addr((void *)orig_start))
1710                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
1711                                               va->va_start, va->va_end);
1712
1713                 atomic_long_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
1714
1715                 if (atomic_long_read(&vmap_lazy_nr) < resched_threshold)
1716                         cond_resched_lock(&free_vmap_area_lock);
1717         }
1718         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1719         return true;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
1724  * is already purging.
1725  */
1726 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
1727 {
1728         if (mutex_trylock(&vmap_purge_lock)) {
1729                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1730                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1731         }
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
1736  */
1737 static void purge_vmap_area_lazy(void)
1738 {
1739         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1740         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1741         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1742         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
1747  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
1748  * previously.
1749  */
1750 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
1751 {
1752         unsigned long nr_lazy;
1753
1754         spin_lock(&vmap_area_lock);
1755         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1756         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1757
1758         nr_lazy = atomic_long_add_return((va->va_end - va->va_start) >>
1759                                 PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
1760
1761         /*
1762          * Merge or place it to the purge tree/list.
1763          */
1764         spin_lock(&purge_vmap_area_lock);
1765         merge_or_add_vmap_area(va,
1766                 &purge_vmap_area_root, &purge_vmap_area_list);
1767         spin_unlock(&purge_vmap_area_lock);
1768
1769         /* After this point, we may free va at any time */
1770         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
1771                 try_purge_vmap_area_lazy();
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Free and unmap a vmap area
1776  */
1777 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1778 {
1779         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
1780         vunmap_range_noflush(va->va_start, va->va_end);
1781         if (debug_pagealloc_enabled_static())
1782                 flush_tlb_kernel_range(va->va_start, va->va_end);
1783
1784         free_vmap_area_noflush(va);
1785 }
1786
1787 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
1788 {
1789         struct vmap_area *va;
1790
1791         spin_lock(&vmap_area_lock);
1792         va = __find_vmap_area(addr);
1793         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1794
1795         return va;
1796 }
1797
1798 /*** Per cpu kva allocator ***/
1799
1800 /*
1801  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
1802  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
1803  */
1804 /*
1805  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
1806  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
1807  * instead (we just need a rough idea)
1808  */
1809 #if BITS_PER_LONG == 32
1810 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
1811 #else
1812 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
1813 #endif
1814
1815 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
1816 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
1817 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
1818 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
1819 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
1820 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
1821 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
1822                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
1823                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
1824                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
1825
1826 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
1827
1828 struct vmap_block_queue {
1829         spinlock_t lock;
1830         struct list_head free;
1831 };
1832
1833 struct vmap_block {
1834         spinlock_t lock;
1835         struct vmap_area *va;
1836         unsigned long free, dirty;
1837         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
1838         struct list_head free_list;
1839         struct rcu_head rcu_head;
1840         struct list_head purge;
1841 };
1842
1843 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
1844 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
1845
1846 /*
1847  * XArray of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
1848  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
1849  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
1850  */
1851 static DEFINE_XARRAY(vmap_blocks);
1852
1853 /*
1854  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
1855  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
1856  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
1857  * big problem.
1858  */
1859
1860 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
1861 {
1862         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
1863         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
1864         return addr;
1865 }
1866
1867 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
1868 {
1869         unsigned long addr;
1870
1871         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
1872         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
1873         return (void *)addr;
1874 }
1875
1876 /**
1877  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
1878  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
1879  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
1880  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
1881  *
1882  * Return: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
1883  */
1884 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
1885 {
1886         struct vmap_block_queue *vbq;
1887         struct vmap_block *vb;
1888         struct vmap_area *va;
1889         unsigned long vb_idx;
1890         int node, err;
1891         void *vaddr;
1892
1893         node = numa_node_id();
1894
1895         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
1896                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1897         if (unlikely(!vb))
1898                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1899
1900         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
1901                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1902                                         node, gfp_mask);
1903         if (IS_ERR(va)) {
1904                 kfree(vb);
1905                 return ERR_CAST(va);
1906         }
1907
1908         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
1909         spin_lock_init(&vb->lock);
1910         vb->va = va;
1911         /* At least something should be left free */
1912         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
1913         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
1914         vb->dirty = 0;
1915         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
1916         vb->dirty_max = 0;
1917         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
1918
1919         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
1920         err = xa_insert(&vmap_blocks, vb_idx, vb, gfp_mask);
1921         if (err) {
1922                 kfree(vb);
1923                 free_vmap_area(va);
1924                 return ERR_PTR(err);
1925         }
1926
1927         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1928         spin_lock(&vbq->lock);
1929         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
1930         spin_unlock(&vbq->lock);
1931         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1932
1933         return vaddr;
1934 }
1935
1936 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
1937 {
1938         struct vmap_block *tmp;
1939
1940         tmp = xa_erase(&vmap_blocks, addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
1941         BUG_ON(tmp != vb);
1942
1943         free_vmap_area_noflush(vb->va);
1944         kfree_rcu(vb, rcu_head);
1945 }
1946
1947 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
1948 {
1949         LIST_HEAD(purge);
1950         struct vmap_block *vb;
1951         struct vmap_block *n_vb;
1952         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1953
1954         rcu_read_lock();
1955         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1956
1957                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
1958                         continue;
1959
1960                 spin_lock(&vb->lock);
1961                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
1962                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
1963                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
1964                         vb->dirty_min = 0;
1965                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
1966                         spin_lock(&vbq->lock);
1967                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1968                         spin_unlock(&vbq->lock);
1969                         spin_unlock(&vb->lock);
1970                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
1971                 } else
1972                         spin_unlock(&vb->lock);
1973         }
1974         rcu_read_unlock();
1975
1976         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
1977                 list_del(&vb->purge);
1978                 free_vmap_block(vb);
1979         }
1980 }
1981
1982 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
1983 {
1984         int cpu;
1985
1986         for_each_possible_cpu(cpu)
1987                 purge_fragmented_blocks(cpu);
1988 }
1989
1990 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
1991 {
1992         struct vmap_block_queue *vbq;
1993         struct vmap_block *vb;
1994         void *vaddr = NULL;
1995         unsigned int order;
1996
1997         BUG_ON(offset_in_page(size));
1998         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1999         if (WARN_ON(size == 0)) {
2000                 /*
2001                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
2002                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
2003                  * early.
2004                  */
2005                 return NULL;
2006         }
2007         order = get_order(size);
2008
2009         rcu_read_lock();
2010         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
2011         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
2012                 unsigned long pages_off;
2013
2014                 spin_lock(&vb->lock);
2015                 if (vb->free < (1UL << order)) {
2016                         spin_unlock(&vb->lock);
2017                         continue;
2018                 }
2019
2020                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
2021                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
2022                 vb->free -= 1UL << order;
2023                 if (vb->free == 0) {
2024                         spin_lock(&vbq->lock);
2025                         list_del_rcu(&vb->free_list);
2026                         spin_unlock(&vbq->lock);
2027                 }
2028
2029                 spin_unlock(&vb->lock);
2030                 break;
2031         }
2032
2033         put_cpu_var(vmap_block_queue);
2034         rcu_read_unlock();
2035
2036         /* Allocate new block if nothing was found */
2037         if (!vaddr)
2038                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
2039
2040         return vaddr;
2041 }
2042
2043 static void vb_free(unsigned long addr, unsigned long size)
2044 {
2045         unsigned long offset;
2046         unsigned int order;
2047         struct vmap_block *vb;
2048
2049         BUG_ON(offset_in_page(size));
2050         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
2051
2052         flush_cache_vunmap(addr, addr + size);
2053
2054         order = get_order(size);
2055         offset = (addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
2056         vb = xa_load(&vmap_blocks, addr_to_vb_idx(addr));
2057
2058         vunmap_range_noflush(addr, addr + size);
2059
2060         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2061                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + size);
2062
2063         spin_lock(&vb->lock);
2064
2065         /* Expand dirty range */
2066         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
2067         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
2068
2069         vb->dirty += 1UL << order;
2070         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
2071                 BUG_ON(vb->free);
2072                 spin_unlock(&vb->lock);
2073                 free_vmap_block(vb);
2074         } else
2075                 spin_unlock(&vb->lock);
2076 }
2077
2078 static void _vm_unmap_aliases(unsigned long start, unsigned long end, int flush)
2079 {
2080         int cpu;
2081
2082         if (unlikely(!vmap_initialized))
2083                 return;
2084
2085         might_sleep();
2086
2087         for_each_possible_cpu(cpu) {
2088                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
2089                 struct vmap_block *vb;
2090
2091                 rcu_read_lock();
2092                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
2093                         spin_lock(&vb->lock);
2094                         if (vb->dirty && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
2095                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
2096                                 unsigned long s, e;
2097
2098                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
2099                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
2100
2101                                 start = min(s, start);
2102                                 end   = max(e, end);
2103
2104                                 flush = 1;
2105                         }
2106                         spin_unlock(&vb->lock);
2107                 }
2108                 rcu_read_unlock();
2109         }
2110
2111         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
2112         purge_fragmented_blocks_allcpus();
2113         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
2114                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
2115         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
2116 }
2117
2118 /**
2119  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
2120  *
2121  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
2122  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
2123  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
2124  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
2125  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
2126  *
2127  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
2128  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
2129  * from the vmap layer.
2130  */
2131 void vm_unmap_aliases(void)
2132 {
2133         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2134         int flush = 0;
2135
2136         _vm_unmap_aliases(start, end, flush);
2137 }
2138 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
2139
2140 /**
2141  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
2142  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
2143  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
2144  */
2145 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
2146 {
2147         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2148         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
2149         struct vmap_area *va;
2150
2151         might_sleep();
2152         BUG_ON(!addr);
2153         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
2154         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
2155         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
2156
2157         kasan_poison_vmalloc(mem, size);
2158
2159         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
2160                 debug_check_no_locks_freed(mem, size);
2161                 vb_free(addr, size);
2162                 return;
2163         }
2164
2165         va = find_vmap_area(addr);
2166         BUG_ON(!va);
2167         debug_check_no_locks_freed((void *)va->va_start,
2168                                     (va->va_end - va->va_start));
2169         free_unmap_vmap_area(va);
2170 }
2171 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
2172
2173 /**
2174  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
2175  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
2176  * @count: number of pages
2177  * @node: prefer to allocate data structures on this node
2178  *
2179  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
2180  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
2181  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
2182  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
2183  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
2184  *
2185  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
2186  */
2187 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node)
2188 {
2189         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2190         unsigned long addr;
2191         void *mem;
2192
2193         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
2194                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
2195                 if (IS_ERR(mem))
2196                         return NULL;
2197                 addr = (unsigned long)mem;
2198         } else {
2199                 struct vmap_area *va;
2200                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
2201                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
2202                 if (IS_ERR(va))
2203                         return NULL;
2204
2205                 addr = va->va_start;
2206                 mem = (void *)addr;
2207         }
2208
2209         kasan_unpoison_vmalloc(mem, size);
2210
2211         if (vmap_pages_range(addr, addr + size, PAGE_KERNEL,
2212                                 pages, PAGE_SHIFT) < 0) {
2213                 vm_unmap_ram(mem, count);
2214                 return NULL;
2215         }
2216
2217         return mem;
2218 }
2219 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
2220
2221 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
2222
2223 static inline unsigned int vm_area_page_order(struct vm_struct *vm)
2224 {
2225 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC
2226         return vm->page_order;
2227 #else
2228         return 0;
2229 #endif
2230 }
2231
2232 static inline void set_vm_area_page_order(struct vm_struct *vm, unsigned int order)
2233 {
2234 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC
2235         vm->page_order = order;
2236 #else
2237         BUG_ON(order != 0);
2238 #endif
2239 }
2240
2241 /**
2242  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
2243  * @vm: vm_struct to add
2244  *
2245  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
2246  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
2247  * should contain proper values and the other fields should be zero.
2248  *
2249  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
2250  */
2251 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
2252 {
2253         struct vm_struct *tmp, **p;
2254
2255         BUG_ON(vmap_initialized);
2256         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
2257                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
2258                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
2259                         break;
2260                 } else
2261                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
2262         }
2263         vm->next = *p;
2264         *p = vm;
2265 }
2266
2267 /**
2268  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
2269  * @vm: vm_struct to register
2270  * @align: requested alignment
2271  *
2272  * This function is used to register kernel vm area before
2273  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
2274  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
2275  * vm->addr contains the allocated address.
2276  *
2277  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
2278  */
2279 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
2280 {
2281         unsigned long addr = ALIGN(VMALLOC_START, align);
2282         struct vm_struct *cur, **p;
2283
2284         BUG_ON(vmap_initialized);
2285
2286         for (p = &vmlist; (cur = *p) != NULL; p = &cur->next) {
2287                 if ((unsigned long)cur->addr - addr >= vm->size)
2288                         break;
2289                 addr = ALIGN((unsigned long)cur->addr + cur->size, align);
2290         }
2291
2292         BUG_ON(addr > VMALLOC_END - vm->size);
2293         vm->addr = (void *)addr;
2294         vm->next = *p;
2295         *p = vm;
2296         kasan_populate_early_vm_area_shadow(vm->addr, vm->size);
2297 }
2298
2299 static void vmap_init_free_space(void)
2300 {
2301         unsigned long vmap_start = 1;
2302         const unsigned long vmap_end = ULONG_MAX;
2303         struct vmap_area *busy, *free;
2304
2305         /*
2306          *     B     F     B     B     B     F
2307          * -|-----|.....|-----|-----|-----|.....|-
2308          *  |           The KVA space           |
2309          *  |<--------------------------------->|
2310          */
2311         list_for_each_entry(busy, &vmap_area_list, list) {
2312                 if (busy->va_start - vmap_start > 0) {
2313                         free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
2314                         if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
2315                                 free->va_start = vmap_start;
2316                                 free->va_end = busy->va_start;
2317
2318                                 insert_vmap_area_augment(free, NULL,
2319                                         &free_vmap_area_root,
2320                                                 &free_vmap_area_list);
2321                         }
2322                 }
2323
2324                 vmap_start = busy->va_end;
2325         }
2326
2327         if (vmap_end - vmap_start > 0) {
2328                 free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
2329                 if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
2330                         free->va_start = vmap_start;
2331                         free->va_end = vmap_end;
2332
2333                         insert_vmap_area_augment(free, NULL,
2334                                 &free_vmap_area_root,
2335                                         &free_vmap_area_list);
2336                 }
2337         }
2338 }
2339
2340 void __init vmalloc_init(void)
2341 {
2342         struct vmap_area *va;
2343         struct vm_struct *tmp;
2344         int i;
2345
2346         /*
2347          * Create the cache for vmap_area objects.
2348          */
2349         vmap_area_cachep = KMEM_CACHE(vmap_area, SLAB_PANIC);
2350
2351         for_each_possible_cpu(i) {
2352                 struct vmap_block_queue *vbq;
2353                 struct vfree_deferred *p;
2354
2355                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
2356                 spin_lock_init(&vbq->lock);
2357                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
2358                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
2359                 init_llist_head(&p->list);
2360                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
2361         }
2362
2363         /* Import existing vmlist entries. */
2364         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
2365                 va = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
2366                 if (WARN_ON_ONCE(!va))
2367                         continue;
2368
2369                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
2370                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
2371                 va->vm = tmp;
2372                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
2373         }
2374
2375         /*
2376          * Now we can initialize a free vmap space.
2377          */
2378         vmap_init_free_space();
2379         vmap_initialized = true;
2380 }
2381
2382 static inline void setup_vmalloc_vm_locked(struct vm_struct *vm,
2383         struct vmap_area *va, unsigned long flags, const void *caller)
2384 {
2385         vm->flags = flags;
2386         vm->addr = (void *)va->va_start;
2387         vm->size = va->va_end - va->va_start;
2388         vm->caller = caller;
2389         va->vm = vm;
2390 }
2391
2392 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
2393                               unsigned long flags, const void *caller)
2394 {
2395         spin_lock(&vmap_area_lock);
2396         setup_vmalloc_vm_locked(vm, va, flags, caller);
2397         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2398 }
2399
2400 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
2401 {
2402         /*
2403          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
2404          * we should make sure that vm has proper values.
2405          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
2406          */
2407         smp_wmb();
2408         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
2409 }
2410
2411 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
2412                 unsigned long align, unsigned long shift, unsigned long flags,
2413                 unsigned long start, unsigned long end, int node,
2414                 gfp_t gfp_mask, const void *caller)
2415 {
2416         struct vmap_area *va;
2417         struct vm_struct *area;
2418         unsigned long requested_size = size;
2419
2420         BUG_ON(in_interrupt());
2421         size = ALIGN(size, 1ul << shift);
2422         if (unlikely(!size))
2423                 return NULL;
2424
2425         if (flags & VM_IOREMAP)
2426                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
2427                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
2428
2429         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
2430         if (unlikely(!area))
2431                 return NULL;
2432
2433         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
2434                 size += PAGE_SIZE;
2435
2436         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
2437         if (IS_ERR(va)) {
2438                 kfree(area);
2439                 return NULL;
2440         }
2441
2442         kasan_unpoison_vmalloc((void *)va->va_start, requested_size);
2443
2444         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
2445
2446         return area;
2447 }
2448
2449 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2450                                        unsigned long start, unsigned long end,
2451                                        const void *caller)
2452 {
2453         return __get_vm_area_node(size, 1, PAGE_SHIFT, flags, start, end,
2454                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2455 }
2456
2457 /**
2458  * get_vm_area - reserve a contiguous kernel virtual area
2459  * @size:        size of the area
2460  * @flags:       %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
2461  *
2462  * Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
2463  * and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
2464  * on success or %NULL on failure.
2465  *
2466  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2467  */
2468 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
2469 {
2470         return __get_vm_area_node(size, 1, PAGE_SHIFT, flags,
2471                                   VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2472                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
2473                                   __builtin_return_address(0));
2474 }
2475
2476 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2477                                 const void *caller)
2478 {
2479         return __get_vm_area_node(size, 1, PAGE_SHIFT, flags,
2480                                   VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2481                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2482 }
2483
2484 /**
2485  * find_vm_area - find a continuous kernel virtual area
2486  * @addr:         base address
2487  *
2488  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
2489  * It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
2490  * pointer valid.
2491  *
2492  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2493  */
2494 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
2495 {
2496         struct vmap_area *va;
2497
2498         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2499         if (!va)
2500                 return NULL;
2501
2502         return va->vm;
2503 }
2504
2505 /**
2506  * remove_vm_area - find and remove a continuous kernel virtual area
2507  * @addr:           base address
2508  *
2509  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
2510  * This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
2511  * on SMP machines, except for its size or flags.
2512  *
2513  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2514  */
2515 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
2516 {
2517         struct vmap_area *va;
2518
2519         might_sleep();
2520
2521         spin_lock(&vmap_area_lock);
2522         va = __find_vmap_area((unsigned long)addr);
2523         if (va && va->vm) {
2524                 struct vm_struct *vm = va->vm;
2525
2526                 va->vm = NULL;
2527                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
2528
2529                 kasan_free_shadow(vm);
2530                 free_unmap_vmap_area(va);
2531
2532                 return vm;
2533         }
2534
2535         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2536         return NULL;
2537 }
2538
2539 static inline void set_area_direct_map(const struct vm_struct *area,
2540                                        int (*set_direct_map)(struct page *page))
2541 {
2542         int i;
2543
2544         /* HUGE_VMALLOC passes small pages to set_direct_map */
2545         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
2546                 if (page_address(area->pages[i]))
2547                         set_direct_map(area->pages[i]);
2548 }
2549
2550 /* Handle removing and resetting vm mappings related to the vm_struct. */
2551 static void vm_remove_mappings(struct vm_struct *area, int deallocate_pages)
2552 {
2553         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2554         unsigned int page_order = vm_area_page_order(area);
2555         int flush_reset = area->flags & VM_FLUSH_RESET_PERMS;
2556         int flush_dmap = 0;
2557         int i;
2558
2559         remove_vm_area(area->addr);
2560
2561         /* If this is not VM_FLUSH_RESET_PERMS memory, no need for the below. */
2562         if (!flush_reset)
2563                 return;
2564
2565         /*
2566          * If not deallocating pages, just do the flush of the VM area and
2567          * return.
2568          */
2569         if (!deallocate_pages) {
2570                 vm_unmap_aliases();
2571                 return;
2572         }
2573
2574         /*
2575          * If execution gets here, flush the vm mapping and reset the direct
2576          * map. Find the start and end range of the direct mappings to make sure
2577          * the vm_unmap_aliases() flush includes the direct map.
2578          */
2579         for (i = 0; i < area->nr_pages; i += 1U << page_order) {
2580                 unsigned long addr = (unsigned long)page_address(area->pages[i]);
2581                 if (addr) {
2582                         unsigned long page_size;
2583
2584                         page_size = PAGE_SIZE << page_order;
2585                         start = min(addr, start);
2586                         end = max(addr + page_size, end);
2587                         flush_dmap = 1;
2588                 }
2589         }
2590
2591         /*
2592          * Set direct map to something invalid so that it won't be cached if
2593          * there are any accesses after the TLB flush, then flush the TLB and
2594          * reset the direct map permissions to the default.
2595          */
2596         set_area_direct_map(area, set_direct_map_invalid_noflush);
2597         _vm_unmap_aliases(start, end, flush_dmap);
2598         set_area_direct_map(area, set_direct_map_default_noflush);
2599 }
2600
2601 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
2602 {
2603         struct vm_struct *area;
2604
2605         if (!addr)
2606                 return;
2607
2608         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
2609                         addr))
2610                 return;
2611
2612         area = find_vm_area(addr);
2613         if (unlikely(!area)) {
2614                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
2615                                 addr);
2616                 return;
2617         }
2618
2619         debug_check_no_locks_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2620         debug_check_no_obj_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2621
2622         kasan_poison_vmalloc(area->addr, get_vm_area_size(area));
2623
2624         vm_remove_mappings(area, deallocate_pages);
2625
2626         if (deallocate_pages) {
2627                 unsigned int page_order = vm_area_page_order(area);
2628                 int i, step = 1U << page_order;
2629
2630                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i += step) {
2631                         struct page *page = area->pages[i];
2632
2633                         BUG_ON(!page);
2634                         mod_memcg_page_state(page, MEMCG_VMALLOC, -step);
2635                         __free_pages(page, page_order);
2636                         cond_resched();
2637                 }
2638                 atomic_long_sub(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2639
2640                 kvfree(area->pages);
2641         }
2642
2643         kfree(area);
2644 }
2645
2646 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
2647 {
2648         /*
2649          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
2650          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
2651          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
2652          * another cpu's list. schedule_work() should be fine with this too.
2653          */
2654         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
2655
2656         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
2657                 schedule_work(&p->wq);
2658 }
2659
2660 /**
2661  * vfree_atomic - release memory allocated by vmalloc()
2662  * @addr:         memory base address
2663  *
2664  * This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
2665  * except NMIs.
2666  */
2667 void vfree_atomic(const void *addr)
2668 {
2669         BUG_ON(in_nmi());
2670
2671         kmemleak_free(addr);
2672
2673         if (!addr)
2674                 return;
2675         __vfree_deferred(addr);
2676 }
2677
2678 static void __vfree(const void *addr)
2679 {
2680         if (unlikely(in_interrupt()))
2681                 __vfree_deferred(addr);
2682         else
2683                 __vunmap(addr, 1);
2684 }
2685
2686 /**
2687  * vfree - Release memory allocated by vmalloc()
2688  * @addr:  Memory base address
2689  *
2690  * Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as obtained
2691  * from one of the vmalloc() family of APIs.  This will usually also free the
2692  * physical memory underlying the virtual allocation, but that memory is
2693  * reference counted, so it will not be freed until the last user goes away.
2694  *
2695  * If @addr is NULL, no operation is performed.
2696  *
2697  * Context:
2698  * May sleep if called *not* from interrupt context.
2699  * Must not be called in NMI context (strictly speaking, it could be
2700  * if we have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
2701  * conventions for vfree() arch-dependent would be a really bad idea).
2702  */
2703 void vfree(const void *addr)
2704 {
2705         BUG_ON(in_nmi());
2706
2707         kmemleak_free(addr);
2708
2709         might_sleep_if(!in_interrupt());
2710
2711         if (!addr)
2712                 return;
2713
2714         __vfree(addr);
2715 }
2716 EXPORT_SYMBOL(vfree);
2717
2718 /**
2719  * vunmap - release virtual mapping obtained by vmap()
2720  * @addr:   memory base address
2721  *
2722  * Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
2723  * which was created from the page array passed to vmap().
2724  *
2725  * Must not be called in interrupt context.
2726  */
2727 void vunmap(const void *addr)
2728 {
2729         BUG_ON(in_interrupt());
2730         might_sleep();
2731         if (addr)
2732                 __vunmap(addr, 0);
2733 }
2734 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
2735
2736 /**
2737  * vmap - map an array of pages into virtually contiguous space
2738  * @pages: array of page pointers
2739  * @count: number of pages to map
2740  * @flags: vm_area->flags
2741  * @prot: page protection for the mapping
2742  *
2743  * Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual space.
2744  * If @flags contains %VM_MAP_PUT_PAGES the ownership of the pages array itself
2745  * (which must be kmalloc or vmalloc memory) and one reference per pages in it
2746  * are transferred from the caller to vmap(), and will be freed / dropped when
2747  * vfree() is called on the return value.
2748  *
2749  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2750  */
2751 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
2752            unsigned long flags, pgprot_t prot)
2753 {
2754         struct vm_struct *area;
2755         unsigned long addr;
2756         unsigned long size;             /* In bytes */
2757
2758         might_sleep();
2759
2760         /*
2761          * Your top guard is someone else's bottom guard. Not having a top
2762          * guard compromises someone else's mappings too.
2763          */
2764         if (WARN_ON_ONCE(flags & VM_NO_GUARD))
2765                 flags &= ~VM_NO_GUARD;
2766
2767         if (count > totalram_pages())
2768                 return NULL;
2769
2770         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2771         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
2772         if (!area)
2773                 return NULL;
2774
2775         addr = (unsigned long)area->addr;
2776         if (vmap_pages_range(addr, addr + size, pgprot_nx(prot),
2777                                 pages, PAGE_SHIFT) < 0) {
2778                 vunmap(area->addr);
2779                 return NULL;
2780         }
2781
2782         if (flags & VM_MAP_PUT_PAGES) {
2783                 area->pages = pages;
2784                 area->nr_pages = count;
2785         }
2786         return area->addr;
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL(vmap);
2789
2790 #ifdef CONFIG_VMAP_PFN
2791 struct vmap_pfn_data {
2792         unsigned long   *pfns;
2793         pgprot_t        prot;
2794         unsigned int    idx;
2795 };
2796
2797 static int vmap_pfn_apply(pte_t *pte, unsigned long addr, void *private)
2798 {
2799         struct vmap_pfn_data *data = private;
2800
2801         if (WARN_ON_ONCE(pfn_valid(data->pfns[data->idx])))
2802                 return -EINVAL;
2803         *pte = pte_mkspecial(pfn_pte(data->pfns[data->idx++], data->prot));
2804         return 0;
2805 }
2806
2807 /**
2808  * vmap_pfn - map an array of PFNs into virtually contiguous space
2809  * @pfns: array of PFNs
2810  * @count: number of pages to map
2811  * @prot: page protection for the mapping
2812  *
2813  * Maps @count PFNs from @pfns into contiguous kernel virtual space and returns
2814  * the start address of the mapping.
2815  */
2816 void *vmap_pfn(unsigned long *pfns, unsigned int count, pgprot_t prot)
2817 {
2818         struct vmap_pfn_data data = { .pfns = pfns, .prot = pgprot_nx(prot) };
2819         struct vm_struct *area;
2820
2821         area = get_vm_area_caller(count * PAGE_SIZE, VM_IOREMAP,
2822                         __builtin_return_address(0));
2823         if (!area)
2824                 return NULL;
2825         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
2826                         count * PAGE_SIZE, vmap_pfn_apply, &data)) {
2827                 free_vm_area(area);
2828                 return NULL;
2829         }
2830         return area->addr;
2831 }
2832 EXPORT_SYMBOL_GPL(vmap_pfn);
2833 #endif /* CONFIG_VMAP_PFN */
2834
2835 static inline unsigned int
2836 vm_area_alloc_pages(gfp_t gfp, int nid,
2837                 unsigned int order, unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2838 {
2839         unsigned int nr_allocated = 0;
2840         struct page *page;
2841         int i;
2842
2843         /*
2844          * For order-0 pages we make use of bulk allocator, if
2845          * the page array is partly or not at all populated due
2846          * to fails, fallback to a single page allocator that is
2847          * more permissive.
2848          */
2849         if (!order) {
2850                 gfp_t bulk_gfp = gfp & ~__GFP_NOFAIL;
2851
2852                 while (nr_allocated < nr_pages) {
2853                         unsigned int nr, nr_pages_request;
2854
2855                         /*
2856                          * A maximum allowed request is hard-coded and is 100
2857                          * pages per call. That is done in order to prevent a
2858                          * long preemption off scenario in the bulk-allocator
2859                          * so the range is [1:100].
2860                          */
2861                         nr_pages_request = min(100U, nr_pages - nr_allocated);
2862
2863                         /* memory allocation should consider mempolicy, we can't
2864                          * wrongly use nearest node when nid == NUMA_NO_NODE,
2865                          * otherwise memory may be allocated in only one node,
2866                          * but mempolcy want to alloc memory by interleaving.
2867                          */
2868                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && nid == NUMA_NO_NODE)
2869                                 nr = alloc_pages_bulk_array_mempolicy(bulk_gfp,
2870                                                         nr_pages_request,
2871                                                         pages + nr_allocated);
2872
2873                         else
2874                                 nr = alloc_pages_bulk_array_node(bulk_gfp, nid,
2875                                                         nr_pages_request,
2876                                                         pages + nr_allocated);
2877
2878                         nr_allocated += nr;
2879                         cond_resched();
2880
2881                         /*
2882                          * If zero or pages were obtained partly,
2883                          * fallback to a single page allocator.
2884                          */
2885                         if (nr != nr_pages_request)
2886                                 break;
2887                 }
2888         } else
2889                 /*
2890                  * Compound pages required for remap_vmalloc_page if
2891                  * high-order pages.
2892                  */
2893                 gfp |= __GFP_COMP;
2894
2895         /* High-order pages or fallback path if "bulk" fails. */
2896
2897         while (nr_allocated < nr_pages) {
2898                 if (fatal_signal_pending(current))
2899                         break;
2900
2901                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
2902                         page = alloc_pages(gfp, order);
2903                 else
2904                         page = alloc_pages_node(nid, gfp, order);
2905                 if (unlikely(!page))
2906                         break;
2907
2908                 /*
2909                  * Careful, we allocate and map page-order pages, but
2910                  * tracking is done per PAGE_SIZE page so as to keep the
2911                  * vm_struct APIs independent of the physical/mapped size.
2912                  */
2913                 for (i = 0; i < (1U << order); i++)
2914                         pages[nr_allocated + i] = page + i;
2915
2916                 cond_resched();
2917                 nr_allocated += 1U << order;
2918         }
2919
2920         return nr_allocated;
2921 }
2922
2923 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
2924                                  pgprot_t prot, unsigned int page_shift,
2925                                  int node)
2926 {
2927         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
2928         const gfp_t orig_gfp_mask = gfp_mask;
2929         bool nofail = gfp_mask & __GFP_NOFAIL;
2930         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
2931         unsigned long size = get_vm_area_size(area);
2932         unsigned long array_size;
2933         unsigned int nr_small_pages = size >> PAGE_SHIFT;
2934         unsigned int page_order;
2935         unsigned int flags;
2936         int ret;
2937
2938         array_size = (unsigned long)nr_small_pages * sizeof(struct page *);
2939         gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
2940         if (!(gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)))
2941                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
2942
2943         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
2944         if (array_size > PAGE_SIZE) {
2945                 area->pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp, node,
2946                                         area->caller);
2947         } else {
2948                 area->pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
2949         }
2950
2951         if (!area->pages) {
2952                 warn_alloc(orig_gfp_mask, NULL,
2953                         "vmalloc error: size %lu, failed to allocated page array size %lu",
2954                         nr_small_pages * PAGE_SIZE, array_size);
2955                 free_vm_area(area);
2956                 return NULL;
2957         }
2958
2959         set_vm_area_page_order(area, page_shift - PAGE_SHIFT);
2960         page_order = vm_area_page_order(area);
2961
2962         area->nr_pages = vm_area_alloc_pages(gfp_mask, node,
2963                 page_order, nr_small_pages, area->pages);
2964
2965         atomic_long_add(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2966         if (gfp_mask & __GFP_ACCOUNT) {
2967                 int i, step = 1U << page_order;
2968
2969                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i += step)
2970                         mod_memcg_page_state(area->pages[i], MEMCG_VMALLOC,
2971                                              step);
2972         }
2973
2974         /*
2975          * If not enough pages were obtained to accomplish an
2976          * allocation request, free them via __vfree() if any.
2977          */
2978         if (area->nr_pages != nr_small_pages) {
2979                 warn_alloc(orig_gfp_mask, NULL,
2980                         "vmalloc error: size %lu, page order %u, failed to allocate pages",
2981                         area->nr_pages * PAGE_SIZE, page_order);
2982                 goto fail;
2983         }
2984
2985         /*
2986          * page tables allocations ignore external gfp mask, enforce it
2987          * by the scope API
2988          */
2989         if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == __GFP_IO)
2990                 flags = memalloc_nofs_save();
2991         else if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == 0)
2992                 flags = memalloc_noio_save();
2993
2994         do {
2995                 ret = vmap_pages_range(addr, addr + size, prot, area->pages,
2996                         page_shift);
2997                 if (nofail && (ret < 0))
2998                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2999         } while (nofail && (ret < 0));
3000
3001         if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == __GFP_IO)
3002                 memalloc_nofs_restore(flags);
3003         else if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == 0)
3004                 memalloc_noio_restore(flags);
3005
3006         if (ret < 0) {
3007                 warn_alloc(orig_gfp_mask, NULL,
3008                         "vmalloc error: size %lu, failed to map pages",
3009                         area->nr_pages * PAGE_SIZE);
3010                 goto fail;
3011         }
3012
3013         return area->addr;
3014
3015 fail:
3016         __vfree(area->addr);
3017         return NULL;
3018 }
3019
3020 /**
3021  * __vmalloc_node_range - allocate virtually contiguous memory
3022  * @size:                 allocation size
3023  * @align:                desired alignment
3024  * @start:                vm area range start
3025  * @end:                  vm area range end
3026  * @gfp_mask:             flags for the page level allocator
3027  * @prot:                 protection mask for the allocated pages
3028  * @vm_flags:             additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
3029  * @node:                 node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
3030  * @caller:               caller's return address
3031  *
3032  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3033  * allocator with @gfp_mask flags. Please note that the full set of gfp
3034  * flags are not supported. GFP_KERNEL, GFP_NOFS and GFP_NOIO are all
3035  * supported.
3036  * Zone modifiers are not supported. From the reclaim modifiers
3037  * __GFP_DIRECT_RECLAIM is required (aka GFP_NOWAIT is not supported)
3038  * and only __GFP_NOFAIL is supported (i.e. __GFP_NORETRY and
3039  * __GFP_RETRY_MAYFAIL are not supported).
3040  *
3041  * __GFP_NOWARN can be used to suppress failures messages.
3042  *
3043  * Map them into contiguous kernel virtual space, using a pagetable
3044  * protection of @prot.
3045  *
3046  * Return: the address of the area or %NULL on failure
3047  */
3048 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
3049                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
3050                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
3051                         const void *caller)
3052 {
3053         struct vm_struct *area;
3054         void *addr;
3055         unsigned long real_size = size;
3056         unsigned long real_align = align;
3057         unsigned int shift = PAGE_SHIFT;
3058
3059         if (WARN_ON_ONCE(!size))
3060                 return NULL;
3061
3062         if ((size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages()) {
3063                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3064                         "vmalloc error: size %lu, exceeds total pages",
3065                         real_size);
3066                 return NULL;
3067         }
3068
3069         if (vmap_allow_huge && !(vm_flags & VM_NO_HUGE_VMAP)) {
3070                 unsigned long size_per_node;
3071
3072                 /*
3073                  * Try huge pages. Only try for PAGE_KERNEL allocations,
3074                  * others like modules don't yet expect huge pages in
3075                  * their allocations due to apply_to_page_range not
3076                  * supporting them.
3077                  */
3078
3079                 size_per_node = size;
3080                 if (node == NUMA_NO_NODE)
3081                         size_per_node /= num_online_nodes();
3082                 if (arch_vmap_pmd_supported(prot) && size_per_node >= PMD_SIZE)
3083                         shift = PMD_SHIFT;
3084                 else
3085                         shift = arch_vmap_pte_supported_shift(size_per_node);
3086
3087                 align = max(real_align, 1UL << shift);
3088                 size = ALIGN(real_size, 1UL << shift);
3089         }
3090
3091 again:
3092         area = __get_vm_area_node(real_size, align, shift, VM_ALLOC |
3093                                   VM_UNINITIALIZED | vm_flags, start, end, node,
3094                                   gfp_mask, caller);
3095         if (!area) {
3096                 bool nofail = gfp_mask & __GFP_NOFAIL;
3097                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3098                         "vmalloc error: size %lu, vm_struct allocation failed%s",
3099                         real_size, (nofail) ? ". Retrying." : "");
3100                 if (nofail) {
3101                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3102                         goto again;
3103                 }
3104                 goto fail;
3105         }
3106
3107         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, shift, node);
3108         if (!addr)
3109                 goto fail;
3110
3111         /*
3112          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
3113          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
3114          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
3115          */
3116         clear_vm_uninitialized_flag(area);
3117
3118         size = PAGE_ALIGN(size);
3119         if (!(vm_flags & VM_DEFER_KMEMLEAK))
3120                 kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
3121
3122         return addr;
3123
3124 fail:
3125         if (shift > PAGE_SHIFT) {
3126                 shift = PAGE_SHIFT;
3127                 align = real_align;
3128                 size = real_size;
3129                 goto again;
3130         }
3131
3132         return NULL;
3133 }
3134
3135 /**
3136  * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
3137  * @size:           allocation size
3138  * @align:          desired alignment
3139  * @gfp_mask:       flags for the page level allocator
3140  * @node:           node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
3141  * @caller:         caller's return address
3142  *
3143  * Allocate enough pages to cover @size from the page level allocator with
3144  * @gfp_mask flags.  Map them into contiguous kernel virtual space.
3145  *
3146  * Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
3147  * and __GFP_NOFAIL are not supported
3148  *
3149  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
3150  * with mm people.
3151  *
3152  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3153  */
3154 void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
3155                             gfp_t gfp_mask, int node, const void *caller)
3156 {
3157         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3158                                 gfp_mask, PAGE_KERNEL, 0, node, caller);
3159 }
3160 /*
3161  * This is only for performance analysis of vmalloc and stress purpose.
3162  * It is required by vmalloc test module, therefore do not use it other
3163  * than that.
3164  */
3165 #ifdef CONFIG_TEST_VMALLOC_MODULE
3166 EXPORT_SYMBOL_GPL(__vmalloc_node);
3167 #endif
3168
3169 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
3170 {
3171         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, NUMA_NO_NODE,
3172                                 __builtin_return_address(0));
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
3175
3176 /**
3177  * vmalloc - allocate virtually contiguous memory
3178  * @size:    allocation size
3179  *
3180  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3181  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3182  *
3183  * For tight control over page level allocator and protection flags
3184  * use __vmalloc() instead.
3185  *
3186  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3187  */
3188 void *vmalloc(unsigned long size)
3189 {
3190         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, NUMA_NO_NODE,
3191                                 __builtin_return_address(0));
3192 }
3193 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
3194
3195 /**
3196  * vmalloc_no_huge - allocate virtually contiguous memory using small pages
3197  * @size:    allocation size
3198  *
3199  * Allocate enough non-huge pages to cover @size from the page level
3200  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3201  *
3202  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3203  */
3204 void *vmalloc_no_huge(unsigned long size)
3205 {
3206         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3207                                     GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL, VM_NO_HUGE_VMAP,
3208                                     NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
3209 }
3210 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_no_huge);
3211
3212 /**
3213  * vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
3214  * @size:    allocation size
3215  *
3216  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3217  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3218  * The memory allocated is set to zero.
3219  *
3220  * For tight control over page level allocator and protection flags
3221  * use __vmalloc() instead.
3222  *
3223  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3224  */
3225 void *vzalloc(unsigned long size)
3226 {
3227         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, NUMA_NO_NODE,
3228                                 __builtin_return_address(0));
3229 }
3230 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
3231
3232 /**
3233  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
3234  * @size: allocation size
3235  *
3236  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
3237  * without leaking data.
3238  *
3239  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3240  */
3241 void *vmalloc_user(unsigned long size)
3242 {
3243         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3244                                     GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
3245                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
3246                                     __builtin_return_address(0));
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
3249
3250 /**
3251  * vmalloc_node - allocate memory on a specific node
3252  * @size:         allocation size
3253  * @node:         numa node
3254  *
3255  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3256  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3257  *
3258  * For tight control over page level allocator and protection flags
3259  * use __vmalloc() instead.
3260  *
3261  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3262  */
3263 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
3264 {
3265         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, node,
3266                         __builtin_return_address(0));
3267 }
3268 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
3269
3270 /**
3271  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
3272  * @size:       allocation size
3273  * @node:       numa node
3274  *
3275  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3276  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3277  * The memory allocated is set to zero.
3278  *
3279  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3280  */
3281 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
3282 {
3283         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node,
3284                                 __builtin_return_address(0));
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
3287
3288 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
3289 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
3290 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
3291 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA | GFP_KERNEL)
3292 #else
3293 /*
3294  * 64b systems should always have either DMA or DMA32 zones. For others
3295  * GFP_DMA32 should do the right thing and use the normal zone.
3296  */
3297 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
3298 #endif
3299
3300 /**
3301  * vmalloc_32 - allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
3302  * @size:       allocation size
3303  *
3304  * Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
3305  * page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3306  *
3307  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3308  */
3309 void *vmalloc_32(unsigned long size)
3310 {
3311         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, NUMA_NO_NODE,
3312                         __builtin_return_address(0));
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
3315
3316 /**
3317  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
3318  * @size:            allocation size
3319  *
3320  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
3321  * mapped to userspace without leaking data.
3322  *
3323  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3324  */
3325 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
3326 {
3327         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3328                                     GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
3329                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
3330                                     __builtin_return_address(0));
3331 }
3332 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
3333
3334 /*
3335  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
3336  * If the page is not present, fill zero.
3337  */
3338
3339 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
3340 {
3341         struct page *p;
3342         int copied = 0;
3343
3344         while (count) {
3345                 unsigned long offset, length;
3346
3347                 offset = offset_in_page(addr);
3348                 length = PAGE_SIZE - offset;
3349                 if (length > count)
3350                         length = count;
3351                 p = vmalloc_to_page(addr);
3352                 /*
3353                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
3354                  * lock. But adding lock here means that we need to add
3355                  * overhead of vmalloc()/vfree() calls for this _debug_
3356                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
3357                  * kmap() and get small overhead in this access function.
3358                  */
3359                 if (p) {
3360                         /* We can expect USER0 is not used -- see vread() */
3361                         void *map = kmap_atomic(p);
3362                         memcpy(buf, map + offset, length);
3363                         kunmap_atomic(map);
3364                 } else
3365                         memset(buf, 0, length);
3366
3367                 addr += length;
3368                 buf += length;
3369                 copied += length;
3370                 count -= length;
3371         }
3372         return copied;
3373 }
3374
3375 /**
3376  * vread() - read vmalloc area in a safe way.
3377  * @buf:     buffer for reading data
3378  * @addr:    vm address.
3379  * @count:   number of bytes to be read.
3380  *
3381  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
3382  * copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
3383  * of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
3384  * proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
3385  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
3386  *
3387  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
3388  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
3389  *
3390  * Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
3391  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
3392  * This is for routines which have to access vmalloc area without
3393  * any information, as /proc/kcore.
3394  *
3395  * Return: number of bytes for which addr and buf should be increased
3396  * (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count) doesn't
3397  * include any intersection with valid vmalloc area
3398  */
3399 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
3400 {
3401         struct vmap_area *va;
3402         struct vm_struct *vm;
3403         char *vaddr, *buf_start = buf;
3404         unsigned long buflen = count;
3405         unsigned long n;
3406
3407         /* Don't allow overflow */
3408         if ((unsigned long) addr + count < count)
3409                 count = -(unsigned long) addr;
3410
3411         spin_lock(&vmap_area_lock);
3412         va = find_vmap_area_exceed_addr((unsigned long)addr);
3413         if (!va)
3414                 goto finished;
3415
3416         /* no intersects with alive vmap_area */
3417         if ((unsigned long)addr + count <= va->va_start)
3418                 goto finished;
3419
3420         list_for_each_entry_from(va, &vmap_area_list, list) {
3421                 if (!count)
3422                         break;
3423
3424                 if (!va->vm)
3425                         continue;
3426
3427                 vm = va->vm;
3428                 vaddr = (char *) vm->addr;
3429                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
3430                         continue;
3431                 while (addr < vaddr) {
3432                         if (count == 0)
3433                                 goto finished;
3434                         *buf = '\0';
3435                         buf++;
3436                         addr++;
3437                         count--;
3438                 }
3439                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
3440                 if (n > count)
3441                         n = count;
3442                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
3443                         aligned_vread(buf, addr, n);
3444                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
3445                         memset(buf, 0, n);
3446                 buf += n;
3447                 addr += n;
3448                 count -= n;
3449         }
3450 finished:
3451         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3452
3453         if (buf == buf_start)
3454                 return 0;
3455         /* zero-fill memory holes */
3456         if (buf != buf_start + buflen)
3457                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
3458
3459         return buflen;
3460 }
3461
3462 /**
3463  * remap_vmalloc_range_partial - map vmalloc pages to userspace
3464  * @vma:                vma to cover
3465  * @uaddr:              target user address to start at
3466  * @kaddr:              virtual address of vmalloc kernel memory
3467  * @pgoff:              offset from @kaddr to start at
3468  * @size:               size of map area
3469  *
3470  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
3471  *
3472  * This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
3473  * and that it is big enough to cover the range starting at
3474  * @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
3475  * met.
3476  *
3477  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
3478  */
3479 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
3480                                 void *kaddr, unsigned long pgoff,
3481                                 unsigned long size)
3482 {
3483         struct vm_struct *area;
3484         unsigned long off;
3485         unsigned long end_index;
3486
3487         if (check_shl_overflow(pgoff, PAGE_SHIFT, &off))
3488                 return -EINVAL;
3489
3490         size = PAGE_ALIGN(size);
3491
3492         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
3493                 return -EINVAL;
3494
3495         area = find_vm_area(kaddr);
3496         if (!area)
3497                 return -EINVAL;
3498
3499         if (!(area->flags & (VM_USERMAP | VM_DMA_COHERENT)))
3500                 return -EINVAL;
3501
3502         if (check_add_overflow(size, off, &end_index) ||
3503             end_index > get_vm_area_size(area))
3504                 return -EINVAL;
3505         kaddr += off;
3506
3507         do {
3508                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
3509                 int ret;
3510
3511                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
3512                 if (ret)
3513                         return ret;
3514
3515                 uaddr += PAGE_SIZE;
3516                 kaddr += PAGE_SIZE;
3517                 size -= PAGE_SIZE;
3518         } while (size > 0);
3519
3520         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
3521
3522         return 0;
3523 }
3524
3525 /**
3526  * remap_vmalloc_range - map vmalloc pages to userspace
3527  * @vma:                vma to cover (map full range of vma)
3528  * @addr:               vmalloc memory
3529  * @pgoff:              number of pages into addr before first page to map
3530  *
3531  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
3532  *
3533  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
3534  * that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
3535  * that criteria isn't met.
3536  *
3537  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
3538  */
3539 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
3540                                                 unsigned long pgoff)
3541 {
3542         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
3543                                            addr, pgoff,
3544                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
3545 }
3546 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
3547
3548 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
3549 {
3550         struct vm_struct *ret;
3551         ret = remove_vm_area(area->addr);
3552         BUG_ON(ret != area);
3553         kfree(area);
3554 }
3555 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
3556
3557 #ifdef CONFIG_SMP
3558 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
3559 {
3560         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
3561 }
3562
3563 /**
3564  * pvm_find_va_enclose_addr - find the vmap_area @addr belongs to
3565  * @addr: target address
3566  *
3567  * Returns: vmap_area if it is found. If there is no such area
3568  *   the first highest(reverse order) vmap_area is returned
3569  *   i.e. va->va_start < addr && va->va_end < addr or NULL
3570  *   if there are no any areas before @addr.
3571  */
3572 static struct vmap_area *
3573 pvm_find_va_enclose_addr(unsigned long addr)
3574 {
3575         struct vmap_area *va, *tmp;
3576         struct rb_node *n;
3577
3578         n = free_vmap_area_root.rb_node;
3579         va = NULL;
3580
3581         while (n) {
3582                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
3583                 if (tmp->va_start <= addr) {
3584                         va = tmp;
3585                         if (tmp->va_end >= addr)
3586                                 break;
3587
3588                         n = n->rb_right;
3589                 } else {
3590                         n = n->rb_left;
3591                 }
3592         }
3593
3594         return va;
3595 }
3596
3597 /**
3598  * pvm_determine_end_from_reverse - find the highest aligned address
3599  * of free block below VMALLOC_END
3600  * @va:
3601  *   in - the VA we start the search(reverse order);
3602  *   out - the VA with the highest aligned end address.
3603  * @align: alignment for required highest address
3604  *
3605  * Returns: determined end address within vmap_area
3606  */
3607 static unsigned long
3608 pvm_determine_end_from_reverse(struct vmap_area **va, unsigned long align)
3609 {
3610         unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3611         unsigned long addr;
3612
3613         if (likely(*va)) {
3614                 list_for_each_entry_from_reverse((*va),
3615                                 &free_vmap_area_list, list) {
3616                         addr = min((*va)->va_end & ~(align - 1), vmalloc_end);
3617                         if ((*va)->va_start < addr)
3618                                 return addr;
3619                 }
3620         }
3621
3622         return 0;
3623 }
3624
3625 /**
3626  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
3627  * @offsets: array containing offset of each area
3628  * @sizes: array containing size of each area
3629  * @nr_vms: the number of areas to allocate
3630  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
3631  *
3632  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
3633  *          vm_structs on success, %NULL on failure
3634  *
3635  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
3636  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
3637  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
3638  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
3639  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
3640  * areas are allocated from top.
3641  *
3642  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple. It
3643  * does everything top-down and scans free blocks from the end looking
3644  * for matching base. While scanning, if any of the areas do not fit the
3645  * base address is pulled down to fit the area. Scanning is repeated till
3646  * all the areas fit and then all necessary data structures are inserted
3647  * and the result is returned.
3648  */
3649 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
3650                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
3651                                      size_t align)
3652 {
3653         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
3654         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3655         struct vmap_area **vas, *va;
3656         struct vm_struct **vms;
3657         int area, area2, last_area, term_area;
3658         unsigned long base, start, size, end, last_end, orig_start, orig_end;
3659         bool purged = false;
3660         enum fit_type type;
3661
3662         /* verify parameters and allocate data structures */
3663         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
3664         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
3665                 start = offsets[area];
3666                 end = start + sizes[area];
3667
3668                 /* is everything aligned properly? */
3669                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
3670                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
3671
3672                 /* detect the area with the highest address */
3673                 if (start > offsets[last_area])
3674                         last_area = area;
3675
3676                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
3677                         unsigned long start2 = offsets[area2];
3678                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
3679
3680                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
3681                 }
3682         }
3683         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
3684
3685         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
3686                 WARN_ON(true);
3687                 return NULL;
3688         }
3689
3690         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
3691         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
3692         if (!vas || !vms)
3693                 goto err_free2;
3694
3695         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3696                 vas[area] = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3697                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
3698                 if (!vas[area] || !vms[area])
3699                         goto err_free;
3700         }
3701 retry:
3702         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
3703
3704         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
3705         area = term_area = last_area;
3706         start = offsets[area];
3707         end = start + sizes[area];
3708
3709         va = pvm_find_va_enclose_addr(vmalloc_end);
3710         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3711
3712         while (true) {
3713                 /*
3714                  * base might have underflowed, add last_end before
3715                  * comparing.
3716                  */
3717                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end)
3718                         goto overflow;
3719
3720                 /*
3721                  * Fitting base has not been found.
3722                  */
3723                 if (va == NULL)
3724                         goto overflow;
3725
3726                 /*
3727                  * If required width exceeds current VA block, move
3728                  * base downwards and then recheck.
3729                  */
3730                 if (base + end > va->va_end) {
3731                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3732                         term_area = area;
3733                         continue;
3734                 }
3735
3736                 /*
3737                  * If this VA does not fit, move base downwards and recheck.
3738                  */
3739                 if (base + start < va->va_start) {
3740                         va = node_to_va(rb_prev(&va->rb_node));
3741                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3742                         term_area = area;
3743                         continue;
3744                 }
3745
3746                 /*
3747                  * This area fits, move on to the previous one.  If
3748                  * the previous one is the terminal one, we're done.
3749                  */
3750                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
3751                 if (area == term_area)
3752                         break;
3753
3754                 start = offsets[area];
3755                 end = start + sizes[area];
3756                 va = pvm_find_va_enclose_addr(base + end);
3757         }
3758
3759         /* we've found a fitting base, insert all va's */
3760         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3761                 int ret;
3762
3763                 start = base + offsets[area];
3764                 size = sizes[area];
3765
3766                 va = pvm_find_va_enclose_addr(start);
3767                 if (WARN_ON_ONCE(va == NULL))
3768                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3769                         goto recovery;
3770
3771                 type = classify_va_fit_type(va, start, size);
3772                 if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
3773                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3774                         goto recovery;
3775
3776                 ret = adjust_va_to_fit_type(va, start, size, type);
3777                 if (unlikely(ret))
3778                         goto recovery;
3779
3780                 /* Allocated area. */
3781                 va = vas[area];
3782                 va->va_start = start;
3783                 va->va_end = start + size;
3784         }
3785
3786         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3787
3788         /* populate the kasan shadow space */
3789         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3790                 if (kasan_populate_vmalloc(vas[area]->va_start, sizes[area]))
3791                         goto err_free_shadow;
3792
3793                 kasan_unpoison_vmalloc((void *)vas[area]->va_start,
3794                                        sizes[area]);
3795         }
3796
3797         /* insert all vm's */
3798         spin_lock(&vmap_area_lock);
3799         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3800                 insert_vmap_area(vas[area], &vmap_area_root, &vmap_area_list);
3801
3802                 setup_vmalloc_vm_locked(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
3803                                  pcpu_get_vm_areas);
3804         }
3805         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3806
3807         kfree(vas);
3808         return vms;
3809
3810 recovery:
3811         /*
3812          * Remove previously allocated areas. There is no
3813          * need in removing these areas from the busy tree,
3814          * because they are inserted only on the final step
3815          * and when pcpu_get_vm_areas() is success.
3816          */
3817         while (area--) {
3818                 orig_start = vas[area]->va_start;
3819                 orig_end = vas[area]->va_end;
3820                 va = merge_or_add_vmap_area_augment(vas[area], &free_vmap_area_root,
3821                                 &free_vmap_area_list);
3822                 if (va)
3823                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
3824                                 va->va_start, va->va_end);
3825                 vas[area] = NULL;
3826         }
3827
3828 overflow:
3829         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3830         if (!purged) {
3831                 purge_vmap_area_lazy();
3832                 purged = true;
3833
3834                 /* Before "retry", check if we recover. */
3835                 for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3836                         if (vas[area])
3837                                 continue;
3838
3839                         vas[area] = kmem_cache_zalloc(
3840                                 vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3841                         if (!vas[area])
3842                                 goto err_free;
3843                 }
3844
3845                 goto retry;
3846         }
3847
3848 err_free:
3849         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3850                 if (vas[area])
3851                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, vas[area]);
3852
3853                 kfree(vms[area]);
3854         }
3855 err_free2:
3856         kfree(vas);
3857         kfree(vms);
3858         return NULL;
3859
3860 err_free_shadow:
3861         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
3862         /*
3863          * We release all the vmalloc shadows, even the ones for regions that
3864          * hadn't been successfully added. This relies on kasan_release_vmalloc
3865          * being able to tolerate this case.
3866          */
3867         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3868                 orig_start = vas[area]->va_start;
3869                 orig_end = vas[area]->va_end;
3870                 va = merge_or_add_vmap_area_augment(vas[area], &free_vmap_area_root,
3871                                 &free_vmap_area_list);
3872                 if (va)
3873                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
3874                                 va->va_start, va->va_end);
3875                 vas[area] = NULL;
3876                 kfree(vms[area]);
3877         }
3878         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3879         kfree(vas);
3880         kfree(vms);
3881         return NULL;
3882 }
3883
3884 /**
3885  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
3886  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
3887  * @nr_vms: the number of allocated areas
3888  *
3889  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
3890  */
3891 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
3892 {
3893         int i;
3894
3895         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
3896                 free_vm_area(vms[i]);
3897         kfree(vms);
3898 }
3899 #endif  /* CONFIG_SMP */
3900
3901 #ifdef CONFIG_PRINTK
3902 bool vmalloc_dump_obj(void *object)
3903 {
3904         struct vm_struct *vm;
3905         void *objp = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)object);
3906
3907         vm = find_vm_area(objp);
3908         if (!vm)
3909                 return false;
3910         pr_cont(" %u-page vmalloc region starting at %#lx allocated at %pS\n",
3911                 vm->nr_pages, (unsigned long)vm->addr, vm->caller);
3912         return true;
3913 }
3914 #endif
3915
3916 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3917 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3918         __acquires(&vmap_purge_lock)
3919         __acquires(&vmap_area_lock)
3920 {
3921         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
3922         spin_lock(&vmap_area_lock);
3923
3924         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
3925 }
3926
3927 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3928 {
3929         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
3930 }
3931
3932 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3933         __releases(&vmap_area_lock)
3934         __releases(&vmap_purge_lock)
3935 {
3936         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3937         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
3938 }
3939
3940 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
3941 {
3942         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
3943                 unsigned int nr, *counters = m->private;
3944                 unsigned int step = 1U << vm_area_page_order(v);
3945
3946                 if (!counters)
3947                         return;
3948
3949                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
3950                         return;
3951                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
3952                 smp_rmb();
3953
3954                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
3955
3956                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr += step)
3957                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])] += step;
3958                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
3959                         if (counters[nr])
3960                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
3961         }
3962 }
3963
3964 static void show_purge_info(struct seq_file *m)
3965 {
3966         struct vmap_area *va;
3967
3968         spin_lock(&purge_vmap_area_lock);
3969         list_for_each_entry(va, &purge_vmap_area_list, list) {
3970                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld unpurged vm_area\n",
3971                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
3972                         va->va_end - va->va_start);
3973         }
3974         spin_unlock(&purge_vmap_area_lock);
3975 }
3976
3977 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3978 {
3979         struct vmap_area *va;
3980         struct vm_struct *v;
3981
3982         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
3983
3984         /*
3985          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !vm on behalf
3986          * of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
3987          */
3988         if (!va->vm) {
3989                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld vm_map_ram\n",
3990                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
3991                         va->va_end - va->va_start);
3992
3993                 goto final;
3994         }
3995
3996         v = va->vm;
3997
3998         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
3999                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
4000
4001         if (v->caller)
4002                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
4003
4004         if (v->nr_pages)
4005                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
4006
4007         if (v->phys_addr)
4008                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
4009
4010         if (v->flags & VM_IOREMAP)
4011                 seq_puts(m, " ioremap");
4012
4013         if (v->flags & VM_ALLOC)
4014                 seq_puts(m, " vmalloc");
4015
4016         if (v->flags & VM_MAP)
4017                 seq_puts(m, " vmap");
4018
4019         if (v->flags & VM_USERMAP)
4020                 seq_puts(m, " user");
4021
4022         if (v->flags & VM_DMA_COHERENT)
4023                 seq_puts(m, " dma-coherent");
4024
4025         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
4026                 seq_puts(m, " vpages");
4027
4028         show_numa_info(m, v);
4029         seq_putc(m, '\n');
4030
4031         /*
4032          * As a final step, dump "unpurged" areas.
4033          */
4034 final:
4035         if (list_is_last(&va->list, &vmap_area_list))
4036                 show_purge_info(m);
4037
4038         return 0;
4039 }
4040
4041 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
4042         .start = s_start,
4043         .next = s_next,
4044         .stop = s_stop,
4045         .show = s_show,
4046 };
4047
4048 static int __init proc_vmalloc_init(void)
4049 {
4050         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
4051                 proc_create_seq_private("vmallocinfo", 0400, NULL,
4052                                 &vmalloc_op,
4053                                 nr_node_ids * sizeof(unsigned int), NULL);
4054         else
4055                 proc_create_seq("vmallocinfo", 0400, NULL, &vmalloc_op);
4056         return 0;
4057 }
4058 module_init(proc_vmalloc_init);
4059
4060 #endif