mm/vmalloc.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/vmalloc.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
   5  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   6  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
   7  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
   8  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
   9  */
  10
  11 #include <linux/vmalloc.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/highmem.h>
  15 #include <linux/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/radix-tree.h>
  28 #include <linux/rcupdate.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/kmemleak.h>
  31 #include <linux/atomic.h>
  32 #include <linux/compiler.h>
  33 #include <linux/llist.h>
  34 #include <linux/bitops.h>
  35 #include <linux/rbtree_augmented.h>
  36
  37 #include <linux/uaccess.h>
  38 #include <asm/tlbflush.h>
  39 #include <asm/shmparam.h>
  40
  41 #include "internal.h"
  42
  43 struct vfree_deferred {
  44         struct llist_head list;
  45         struct work_struct wq;
  46 };
  47 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
  48
  49 static void __vunmap(const void *, int);
  50
  51 static void free_work(struct work_struct *w)
  52 {
  53         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
  54         struct llist_node *t, *llnode;
  55
  56         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
  57                 __vunmap((void *)llnode, 1);
  58 }
  59
  60 /*** Page table manipulation functions ***/
  61
  62 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
  63 {
  64         pte_t *pte;
  65
  66         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
  67         do {
  68                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
  69                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
  70         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  71 }
  72
  73 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
  74 {
  75         pmd_t *pmd;
  76         unsigned long next;
  77
  78         pmd = pmd_offset(pud, addr);
  79         do {
  80                 next = pmd_addr_end(addr, end);
  81                 if (pmd_clear_huge(pmd))
  82                         continue;
  83                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
  84                         continue;
  85                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
  86         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
  87 }
  88
  89 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end)
  90 {
  91         pud_t *pud;
  92         unsigned long next;
  93
  94         pud = pud_offset(p4d, addr);
  95         do {
  96                 next = pud_addr_end(addr, end);
  97                 if (pud_clear_huge(pud))
  98                         continue;
  99                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 100                         continue;
 101                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
 102         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 103 }
 104
 105 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
 106 {
 107         p4d_t *p4d;
 108         unsigned long next;
 109
 110         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 111         do {
 112                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 113                 if (p4d_clear_huge(p4d))
 114                         continue;
 115                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
 116                         continue;
 117                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next);
 118         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 119 }
 120
 121 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
 122 {
 123         pgd_t *pgd;
 124         unsigned long next;
 125
 126         BUG_ON(addr >= end);
 127         pgd = pgd_offset_k(addr);
 128         do {
 129                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 130                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 131                         continue;
 132                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next);
 133         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 134 }
 135
 136 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 137                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 138 {
 139         pte_t *pte;
 140
 141         /*
 142          * nr is a running index into the array which helps higher level
 143          * callers keep track of where we're up to.
 144          */
 145
 146         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
 147         if (!pte)
 148                 return -ENOMEM;
 149         do {
 150                 struct page *page = pages[*nr];
 151
 152                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
 153                         return -EBUSY;
 154                 if (WARN_ON(!page))
 155                         return -ENOMEM;
 156                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 157                 (*nr)++;
 158         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 159         return 0;
 160 }
 161
 162 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
 163                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 164 {
 165         pmd_t *pmd;
 166         unsigned long next;
 167
 168         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
 169         if (!pmd)
 170                 return -ENOMEM;
 171         do {
 172                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 173                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
 174                         return -ENOMEM;
 175         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 176         return 0;
 177 }
 178
 179 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
 180                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 181 {
 182         pud_t *pud;
 183         unsigned long next;
 184
 185         pud = pud_alloc(&init_mm, p4d, addr);
 186         if (!pud)
 187                 return -ENOMEM;
 188         do {
 189                 next = pud_addr_end(addr, end);
 190                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
 191                         return -ENOMEM;
 192         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 197                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 198 {
 199         p4d_t *p4d;
 200         unsigned long next;
 201
 202         p4d = p4d_alloc(&init_mm, pgd, addr);
 203         if (!p4d)
 204                 return -ENOMEM;
 205         do {
 206                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 207                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr))
 208                         return -ENOMEM;
 209         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
 215  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
 216  *
 217  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
 218  */
 219 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
 220                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
 221 {
 222         pgd_t *pgd;
 223         unsigned long next;
 224         unsigned long addr = start;
 225         int err = 0;
 226         int nr = 0;
 227
 228         BUG_ON(addr >= end);
 229         pgd = pgd_offset_k(addr);
 230         do {
 231                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 232                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
 233                 if (err)
 234                         return err;
 235         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 236
 237         return nr;
 238 }
 239
 240 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
 241                            pgprot_t prot, struct page **pages)
 242 {
 243         int ret;
 244
 245         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
 246         flush_cache_vmap(start, end);
 247         return ret;
 248 }
 249
 250 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
 251 {
 252         /*
 253          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
 254          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
 255          * just put it in the vmalloc space.
 256          */
 257 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
 258         unsigned long addr = (unsigned long)x;
 259         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
 260                 return 1;
 261 #endif
 262         return is_vmalloc_addr(x);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
 267  */
 268 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
 269 {
 270         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
 271         struct page *page = NULL;
 272         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 273         p4d_t *p4d;
 274         pud_t *pud;
 275         pmd_t *pmd;
 276         pte_t *ptep, pte;
 277
 278         /*
 279          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
 280          * architectures that do not vmalloc module space
 281          */
 282         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
 283
 284         if (pgd_none(*pgd))
 285                 return NULL;
 286         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 287         if (p4d_none(*p4d))
 288                 return NULL;
 289         pud = pud_offset(p4d, addr);
 290
 291         /*
 292          * Don't dereference bad PUD or PMD (below) entries. This will also
 293          * identify huge mappings, which we may encounter on architectures
 294          * that define CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP=y. Such regions will be
 295          * identified as vmalloc addresses by is_vmalloc_addr(), but are
 296          * not [unambiguously] associated with a struct page, so there is
 297          * no correct value to return for them.
 298          */
 299         WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud));
 300         if (pud_none(*pud) || pud_bad(*pud))
 301                 return NULL;
 302         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 303         WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd));
 304         if (pmd_none(*pmd) || pmd_bad(*pmd))
 305                 return NULL;
 306
 307         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 308         pte = *ptep;
 309         if (pte_present(pte))
 310                 page = pte_page(pte);
 311         pte_unmap(ptep);
 312         return page;
 313 }
 314 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
 315
 316 /*
 317  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
 318  */
 319 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
 320 {
 321         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
 322 }
 323 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
 324
 325
 326 /*** Global kva allocator ***/
 327
 328 #define DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK 0
 329 #define DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK 0
 330
 331 #define VM_LAZY_FREE    0x02
 332 #define VM_VM_AREA      0x04
 333
 334 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
 335 /* Export for kexec only */
 336 LIST_HEAD(vmap_area_list);
 337 static LLIST_HEAD(vmap_purge_list);
 338 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
 339 static bool vmap_initialized __read_mostly;
 340
 341 /*
 342  * This kmem_cache is used for vmap_area objects. Instead of
 343  * allocating from slab we reuse an object from this cache to
 344  * make things faster. Especially in "no edge" splitting of
 345  * free block.
 346  */
 347 static struct kmem_cache *vmap_area_cachep;
 348
 349 /*
 350  * This linked list is used in pair with free_vmap_area_root.
 351  * It gives O(1) access to prev/next to perform fast coalescing.
 352  */
 353 static LIST_HEAD(free_vmap_area_list);
 354
 355 /*
 356  * This augment red-black tree represents the free vmap space.
 357  * All vmap_area objects in this tree are sorted by va->va_start
 358  * address. It is used for allocation and merging when a vmap
 359  * object is released.
 360  *
 361  * Each vmap_area node contains a maximum available free block
 362  * of its sub-tree, right or left. Therefore it is possible to
 363  * find a lowest match of free area.
 364  */
 365 static struct rb_root free_vmap_area_root = RB_ROOT;
 366
 367 static __always_inline unsigned long
 368 va_size(struct vmap_area *va)
 369 {
 370         return (va->va_end - va->va_start);
 371 }
 372
 373 static __always_inline unsigned long
 374 get_subtree_max_size(struct rb_node *node)
 375 {
 376         struct vmap_area *va;
 377
 378         va = rb_entry_safe(node, struct vmap_area, rb_node);
 379         return va ? va->subtree_max_size : 0;
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Gets called when remove the node and rotate.
 384  */
 385 static __always_inline unsigned long
 386 compute_subtree_max_size(struct vmap_area *va)
 387 {
 388         return max3(va_size(va),
 389                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_left),
 390                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_right));
 391 }
 392
 393 RB_DECLARE_CALLBACKS(static, free_vmap_area_rb_augment_cb,
 394         struct vmap_area, rb_node, unsigned long, subtree_max_size,
 395         compute_subtree_max_size)
 396
 397 static void purge_vmap_area_lazy(void);
 398 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
 399 static unsigned long lazy_max_pages(void);
 400
 401 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
 402 {
 403         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 404
 405         while (n) {
 406                 struct vmap_area *va;
 407
 408                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 409                 if (addr < va->va_start)
 410                         n = n->rb_left;
 411                 else if (addr >= va->va_end)
 412                         n = n->rb_right;
 413                 else
 414                         return va;
 415         }
 416
 417         return NULL;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * This function returns back addresses of parent node
 422  * and its left or right link for further processing.
 423  */
 424 static __always_inline struct rb_node **
 425 find_va_links(struct vmap_area *va,
 426         struct rb_root *root, struct rb_node *from,
 427         struct rb_node **parent)
 428 {
 429         struct vmap_area *tmp_va;
 430         struct rb_node **link;
 431
 432         if (root) {
 433                 link = &root->rb_node;
 434                 if (unlikely(!*link)) {
 435                         *parent = NULL;
 436                         return link;
 437                 }
 438         } else {
 439                 link = &from;
 440         }
 441
 442         /*
 443          * Go to the bottom of the tree. When we hit the last point
 444          * we end up with parent rb_node and correct direction, i name
 445          * it link, where the new va->rb_node will be attached to.
 446          */
 447         do {
 448                 tmp_va = rb_entry(*link, struct vmap_area, rb_node);
 449
 450                 /*
 451                  * During the traversal we also do some sanity check.
 452                  * Trigger the BUG() if there are sides(left/right)
 453                  * or full overlaps.
 454                  */
 455                 if (va->va_start < tmp_va->va_end &&
 456                                 va->va_end <= tmp_va->va_start)
 457                         link = &(*link)->rb_left;
 458                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start &&
 459                                 va->va_start >= tmp_va->va_end)
 460                         link = &(*link)->rb_right;
 461                 else
 462                         BUG();
 463         } while (*link);
 464
 465         *parent = &tmp_va->rb_node;
 466         return link;
 467 }
 468
 469 static __always_inline struct list_head *
 470 get_va_next_sibling(struct rb_node *parent, struct rb_node **link)
 471 {
 472         struct list_head *list;
 473
 474         if (unlikely(!parent))
 475                 /*
 476                  * The red-black tree where we try to find VA neighbors
 477                  * before merging or inserting is empty, i.e. it means
 478                  * there is no free vmap space. Normally it does not
 479                  * happen but we handle this case anyway.
 480                  */
 481                 return NULL;
 482
 483         list = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
 484         return (&parent->rb_right == link ? list->next : list);
 485 }
 486
 487 static __always_inline void
 488 link_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
 489         struct rb_node *parent, struct rb_node **link, struct list_head *head)
 490 {
 491         /*
 492          * VA is still not in the list, but we can
 493          * identify its future previous list_head node.
 494          */
 495         if (likely(parent)) {
 496                 head = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
 497                 if (&parent->rb_right != link)
 498                         head = head->prev;
 499         }
 500
 501         /* Insert to the rb-tree */
 502         rb_link_node(&va->rb_node, parent, link);
 503         if (root == &free_vmap_area_root) {
 504                 /*
 505                  * Some explanation here. Just perform simple insertion
 506                  * to the tree. We do not set va->subtree_max_size to
 507                  * its current size before calling rb_insert_augmented().
 508                  * It is because of we populate the tree from the bottom
 509                  * to parent levels when the node _is_ in the tree.
 510                  *
 511                  * Therefore we set subtree_max_size to zero after insertion,
 512                  * to let __augment_tree_propagate_from() puts everything to
 513                  * the correct order later on.
 514                  */
 515                 rb_insert_augmented(&va->rb_node,
 516                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
 517                 va->subtree_max_size = 0;
 518         } else {
 519                 rb_insert_color(&va->rb_node, root);
 520         }
 521
 522         /* Address-sort this list */
 523         list_add(&va->list, head);
 524 }
 525
 526 static __always_inline void
 527 unlink_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root)
 528 {
 529         /*
 530          * During merging a VA node can be empty, therefore
 531          * not linked with the tree nor list. Just check it.
 532          */
 533         if (!RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node)) {
 534                 if (root == &free_vmap_area_root)
 535                         rb_erase_augmented(&va->rb_node,
 536                                 root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
 537                 else
 538                         rb_erase(&va->rb_node, root);
 539
 540                 list_del(&va->list);
 541                 RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
 542         }
 543 }
 544
 545 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
 546 static void
 547 augment_tree_propagate_check(struct rb_node *n)
 548 {
 549         struct vmap_area *va;
 550         struct rb_node *node;
 551         unsigned long size;
 552         bool found = false;
 553
 554         if (n == NULL)
 555                 return;
 556
 557         va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 558         size = va->subtree_max_size;
 559         node = n;
 560
 561         while (node) {
 562                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
 563
 564                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) == size) {
 565                         node = node->rb_left;
 566                 } else {
 567                         if (va_size(va) == size) {
 568                                 found = true;
 569                                 break;
 570                         }
 571
 572                         node = node->rb_right;
 573                 }
 574         }
 575
 576         if (!found) {
 577                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 578                 pr_emerg("tree is corrupted: %lu, %lu\n",
 579                         va_size(va), va->subtree_max_size);
 580         }
 581
 582         augment_tree_propagate_check(n->rb_left);
 583         augment_tree_propagate_check(n->rb_right);
 584 }
 585 #endif
 586
 587 /*
 588  * This function populates subtree_max_size from bottom to upper
 589  * levels starting from VA point. The propagation must be done
 590  * when VA size is modified by changing its va_start/va_end. Or
 591  * in case of newly inserting of VA to the tree.
 592  *
 593  * It means that __augment_tree_propagate_from() must be called:
 594  * - After VA has been inserted to the tree(free path);
 595  * - After VA has been shrunk(allocation path);
 596  * - After VA has been increased(merging path).
 597  *
 598  * Please note that, it does not mean that upper parent nodes
 599  * and their subtree_max_size are recalculated all the time up
 600  * to the root node.
 601  *
 602  *       4--8
 603  *        /\
 604  *       /  \
 605  *      /    \
 606  *    2--2  8--8
 607  *
 608  * For example if we modify the node 4, shrinking it to 2, then
 609  * no any modification is required. If we shrink the node 2 to 1
 610  * its subtree_max_size is updated only, and set to 1. If we shrink
 611  * the node 8 to 6, then its subtree_max_size is set to 6 and parent
 612  * node becomes 4--6.
 613  */
 614 static __always_inline void
 615 augment_tree_propagate_from(struct vmap_area *va)
 616 {
 617         struct rb_node *node = &va->rb_node;
 618         unsigned long new_va_sub_max_size;
 619
 620         while (node) {
 621                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
 622                 new_va_sub_max_size = compute_subtree_max_size(va);
 623
 624                 /*
 625                  * If the newly calculated maximum available size of the
 626                  * subtree is equal to the current one, then it means that
 627                  * the tree is propagated correctly. So we have to stop at
 628                  * this point to save cycles.
 629                  */
 630                 if (va->subtree_max_size == new_va_sub_max_size)
 631                         break;
 632
 633                 va->subtree_max_size = new_va_sub_max_size;
 634                 node = rb_parent(&va->rb_node);
 635         }
 636
 637 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
 638         augment_tree_propagate_check(free_vmap_area_root.rb_node);
 639 #endif
 640 }
 641
 642 static void
 643 insert_vmap_area(struct vmap_area *va,
 644         struct rb_root *root, struct list_head *head)
 645 {
 646         struct rb_node **link;
 647         struct rb_node *parent;
 648
 649         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
 650         link_va(va, root, parent, link, head);
 651 }
 652
 653 static void
 654 insert_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
 655         struct rb_node *from, struct rb_root *root,
 656         struct list_head *head)
 657 {
 658         struct rb_node **link;
 659         struct rb_node *parent;
 660
 661         if (from)
 662                 link = find_va_links(va, NULL, from, &parent);
 663         else
 664                 link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
 665
 666         link_va(va, root, parent, link, head);
 667         augment_tree_propagate_from(va);
 668 }
 669
 670 /*
 671  * Merge de-allocated chunk of VA memory with previous
 672  * and next free blocks. If coalesce is not done a new
 673  * free area is inserted. If VA has been merged, it is
 674  * freed.
 675  */
 676 static __always_inline void
 677 merge_or_add_vmap_area(struct vmap_area *va,
 678         struct rb_root *root, struct list_head *head)
 679 {
 680         struct vmap_area *sibling;
 681         struct list_head *next;
 682         struct rb_node **link;
 683         struct rb_node *parent;
 684         bool merged = false;
 685
 686         /*
 687          * Find a place in the tree where VA potentially will be
 688          * inserted, unless it is merged with its sibling/siblings.
 689          */
 690         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
 691
 692         /*
 693          * Get next node of VA to check if merging can be done.
 694          */
 695         next = get_va_next_sibling(parent, link);
 696         if (unlikely(next == NULL))
 697                 goto insert;
 698
 699         /*
 700          * start            end
 701          * |                |
 702          * |<------VA------>|<-----Next----->|
 703          *                  |                |
 704          *                  start            end
 705          */
 706         if (next != head) {
 707                 sibling = list_entry(next, struct vmap_area, list);
 708                 if (sibling->va_start == va->va_end) {
 709                         sibling->va_start = va->va_start;
 710
 711                         /* Check and update the tree if needed. */
 712                         augment_tree_propagate_from(sibling);
 713
 714                         /* Remove this VA, it has been merged. */
 715                         unlink_va(va, root);
 716
 717                         /* Free vmap_area object. */
 718                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
 719
 720                         /* Point to the new merged area. */
 721                         va = sibling;
 722                         merged = true;
 723                 }
 724         }
 725
 726         /*
 727          * start            end
 728          * |                |
 729          * |<-----Prev----->|<------VA------>|
 730          *                  |                |
 731          *                  start            end
 732          */
 733         if (next->prev != head) {
 734                 sibling = list_entry(next->prev, struct vmap_area, list);
 735                 if (sibling->va_end == va->va_start) {
 736                         sibling->va_end = va->va_end;
 737
 738                         /* Check and update the tree if needed. */
 739                         augment_tree_propagate_from(sibling);
 740
 741                         /* Remove this VA, it has been merged. */
 742                         unlink_va(va, root);
 743
 744                         /* Free vmap_area object. */
 745                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
 746
 747                         return;
 748                 }
 749         }
 750
 751 insert:
 752         if (!merged) {
 753                 link_va(va, root, parent, link, head);
 754                 augment_tree_propagate_from(va);
 755         }
 756 }
 757
 758 static __always_inline bool
 759 is_within_this_va(struct vmap_area *va, unsigned long size,
 760         unsigned long align, unsigned long vstart)
 761 {
 762         unsigned long nva_start_addr;
 763
 764         if (va->va_start > vstart)
 765                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
 766         else
 767                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
 768
 769         /* Can be overflowed due to big size or alignment. */
 770         if (nva_start_addr + size < nva_start_addr ||
 771                         nva_start_addr < vstart)
 772                 return false;
 773
 774         return (nva_start_addr + size <= va->va_end);
 775 }
 776
 777 /*
 778  * Find the first free block(lowest start address) in the tree,
 779  * that will accomplish the request corresponding to passing
 780  * parameters.
 781  */
 782 static __always_inline struct vmap_area *
 783 find_vmap_lowest_match(unsigned long size,
 784         unsigned long align, unsigned long vstart)
 785 {
 786         struct vmap_area *va;
 787         struct rb_node *node;
 788         unsigned long length;
 789
 790         /* Start from the root. */
 791         node = free_vmap_area_root.rb_node;
 792
 793         /* Adjust the search size for alignment overhead. */
 794         length = size + align - 1;
 795
 796         while (node) {
 797                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
 798
 799                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) >= length &&
 800                                 vstart < va->va_start) {
 801                         node = node->rb_left;
 802                 } else {
 803                         if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
 804                                 return va;
 805
 806                         /*
 807                          * Does not make sense to go deeper towards the right
 808                          * sub-tree if it does not have a free block that is
 809                          * equal or bigger to the requested search length.
 810                          */
 811                         if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length) {
 812                                 node = node->rb_right;
 813                                 continue;
 814                         }
 815
 816                         /*
 817                          * OK. We roll back and find the fist right sub-tree,
 818                          * that will satisfy the search criteria. It can happen
 819                          * only once due to "vstart" restriction.
 820                          */
 821                         while ((node = rb_parent(node))) {
 822                                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
 823                                 if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
 824                                         return va;
 825
 826                                 if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length &&
 827                                                 vstart <= va->va_start) {
 828                                         node = node->rb_right;
 829                                         break;
 830                                 }
 831                         }
 832                 }
 833         }
 834
 835         return NULL;
 836 }
 837
 838 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
 839 #include <linux/random.h>
 840
 841 static struct vmap_area *
 842 find_vmap_lowest_linear_match(unsigned long size,
 843         unsigned long align, unsigned long vstart)
 844 {
 845         struct vmap_area *va;
 846
 847         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
 848                 if (!is_within_this_va(va, size, align, vstart))
 849                         continue;
 850
 851                 return va;
 852         }
 853
 854         return NULL;
 855 }
 856
 857 static void
 858 find_vmap_lowest_match_check(unsigned long size)
 859 {
 860         struct vmap_area *va_1, *va_2;
 861         unsigned long vstart;
 862         unsigned int rnd;
 863
 864         get_random_bytes(&rnd, sizeof(rnd));
 865         vstart = VMALLOC_START + rnd;
 866
 867         va_1 = find_vmap_lowest_match(size, 1, vstart);
 868         va_2 = find_vmap_lowest_linear_match(size, 1, vstart);
 869
 870         if (va_1 != va_2)
 871                 pr_emerg("not lowest: t: 0x%p, l: 0x%p, v: 0x%lx\n",
 872                         va_1, va_2, vstart);
 873 }
 874 #endif
 875
 876 enum fit_type {
 877         NOTHING_FIT = 0,
 878         FL_FIT_TYPE = 1,        /* full fit */
 879         LE_FIT_TYPE = 2,        /* left edge fit */
 880         RE_FIT_TYPE = 3,        /* right edge fit */
 881         NE_FIT_TYPE = 4         /* no edge fit */
 882 };
 883
 884 static __always_inline enum fit_type
 885 classify_va_fit_type(struct vmap_area *va,
 886         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size)
 887 {
 888         enum fit_type type;
 889
 890         /* Check if it is within VA. */
 891         if (nva_start_addr < va->va_start ||
 892                         nva_start_addr + size > va->va_end)
 893                 return NOTHING_FIT;
 894
 895         /* Now classify. */
 896         if (va->va_start == nva_start_addr) {
 897                 if (va->va_end == nva_start_addr + size)
 898                         type = FL_FIT_TYPE;
 899                 else
 900                         type = LE_FIT_TYPE;
 901         } else if (va->va_end == nva_start_addr + size) {
 902                 type = RE_FIT_TYPE;
 903         } else {
 904                 type = NE_FIT_TYPE;
 905         }
 906
 907         return type;
 908 }
 909
 910 static __always_inline int
 911 adjust_va_to_fit_type(struct vmap_area *va,
 912         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size,
 913         enum fit_type type)
 914 {
 915         struct vmap_area *lva;
 916
 917         if (type == FL_FIT_TYPE) {
 918                 /*
 919                  * No need to split VA, it fully fits.
 920                  *
 921                  * |               |
 922                  * V      NVA      V
 923                  * |---------------|
 924                  */
 925                 unlink_va(va, &free_vmap_area_root);
 926                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
 927         } else if (type == LE_FIT_TYPE) {
 928                 /*
 929                  * Split left edge of fit VA.
 930                  *
 931                  * |       |
 932                  * V  NVA  V   R
 933                  * |-------|-------|
 934                  */
 935                 va->va_start += size;
 936         } else if (type == RE_FIT_TYPE) {
 937                 /*
 938                  * Split right edge of fit VA.
 939                  *
 940                  *         |       |
 941                  *     L   V  NVA  V
 942                  * |-------|-------|
 943                  */
 944                 va->va_end = nva_start_addr;
 945         } else if (type == NE_FIT_TYPE) {
 946                 /*
 947                  * Split no edge of fit VA.
 948                  *
 949                  *     |       |
 950                  *   L V  NVA  V R
 951                  * |---|-------|---|
 952                  */
 953                 lva = kmem_cache_alloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
 954                 if (unlikely(!lva))
 955                         return -1;
 956
 957                 /*
 958                  * Build the remainder.
 959                  */
 960                 lva->va_start = va->va_start;
 961                 lva->va_end = nva_start_addr;
 962
 963                 /*
 964                  * Shrink this VA to remaining size.
 965                  */
 966                 va->va_start = nva_start_addr + size;
 967         } else {
 968                 return -1;
 969         }
 970
 971         if (type != FL_FIT_TYPE) {
 972                 augment_tree_propagate_from(va);
 973
 974                 if (type == NE_FIT_TYPE)
 975                         insert_vmap_area_augment(lva, &va->rb_node,
 976                                 &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
 977         }
 978
 979         return 0;
 980 }
 981
 982 /*
 983  * Returns a start address of the newly allocated area, if success.
 984  * Otherwise a vend is returned that indicates failure.
 985  */
 986 static __always_inline unsigned long
 987 __alloc_vmap_area(unsigned long size, unsigned long align,
 988         unsigned long vstart, unsigned long vend, int node)
 989 {
 990         unsigned long nva_start_addr;
 991         struct vmap_area *va;
 992         enum fit_type type;
 993         int ret;
 994
 995         va = find_vmap_lowest_match(size, align, vstart);
 996         if (unlikely(!va))
 997                 return vend;
 998
 999         if (va->va_start > vstart)
1000                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1001         else
1002                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1003
1004         /* Check the "vend" restriction. */
1005         if (nva_start_addr + size > vend)
1006                 return vend;
1007
1008         /* Classify what we have found. */
1009         type = classify_va_fit_type(va, nva_start_addr, size);
1010         if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
1011                 return vend;
1012
1013         /* Update the free vmap_area. */
1014         ret = adjust_va_to_fit_type(va, nva_start_addr, size, type);
1015         if (ret)
1016                 return vend;
1017
1018 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1019         find_vmap_lowest_match_check(size);
1020 #endif
1021
1022         return nva_start_addr;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
1027  * vstart and vend.
1028  */
1029 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
1030                                 unsigned long align,
1031                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
1032                                 int node, gfp_t gfp_mask)
1033 {
1034         struct vmap_area *va;
1035         unsigned long addr;
1036         int purged = 0;
1037
1038         BUG_ON(!size);
1039         BUG_ON(offset_in_page(size));
1040         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
1041
1042         if (unlikely(!vmap_initialized))
1043                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1044
1045         might_sleep();
1046
1047         va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep,
1048                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1049         if (unlikely(!va))
1050                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1051
1052         /*
1053          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
1054          * to avoid false negatives.
1055          */
1056         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK);
1057
1058 retry:
1059         spin_lock(&vmap_area_lock);
1060
1061         /*
1062          * If an allocation fails, the "vend" address is
1063          * returned. Therefore trigger the overflow path.
1064          */
1065         addr = __alloc_vmap_area(size, align, vstart, vend, node);
1066         if (unlikely(addr == vend))
1067                 goto overflow;
1068
1069         va->va_start = addr;
1070         va->va_end = addr + size;
1071         va->flags = 0;
1072         insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1073
1074         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1075
1076         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
1077         BUG_ON(va->va_start < vstart);
1078         BUG_ON(va->va_end > vend);
1079
1080         return va;
1081
1082 overflow:
1083         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1084         if (!purged) {
1085                 purge_vmap_area_lazy();
1086                 purged = 1;
1087                 goto retry;
1088         }
1089
1090         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
1091                 unsigned long freed = 0;
1092                 blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
1093                 if (freed > 0) {
1094                         purged = 0;
1095                         goto retry;
1096                 }
1097         }
1098
1099         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1100                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
1101                         size);
1102
1103         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1104         return ERR_PTR(-EBUSY);
1105 }
1106
1107 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1108 {
1109         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
1110 }
1111 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
1112
1113 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1114 {
1115         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
1118
1119 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1120 {
1121         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
1122
1123         /*
1124          * Remove from the busy tree/list.
1125          */
1126         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1127
1128         /*
1129          * Merge VA with its neighbors, otherwise just add it.
1130          */
1131         merge_or_add_vmap_area(va,
1132                 &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
1137  */
1138 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1139 {
1140         spin_lock(&vmap_area_lock);
1141         __free_vmap_area(va);
1142         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
1147  */
1148 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1149 {
1150         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
1151 }
1152
1153 /*
1154  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
1155  * before attempting to purge with a TLB flush.
1156  *
1157  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
1158  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
1159  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
1160  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
1161  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
1162  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
1163  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
1164  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
1165  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
1166  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
1167  * becomes a problem on bigger systems.
1168  */
1169 static unsigned long lazy_max_pages(void)
1170 {
1171         unsigned int log;
1172
1173         log = fls(num_online_cpus());
1174
1175         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
1176 }
1177
1178 static atomic_long_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_LONG_INIT(0);
1179
1180 /*
1181  * Serialize vmap purging.  There is no actual criticial section protected
1182  * by this look, but we want to avoid concurrent calls for performance
1183  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
1184  */
1185 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
1186
1187 /* for per-CPU blocks */
1188 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
1189
1190 /*
1191  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
1192  * immediately freed.
1193  */
1194 void set_iounmap_nonlazy(void)
1195 {
1196         atomic_long_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Purges all lazily-freed vmap areas.
1201  */
1202 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
1203 {
1204         unsigned long resched_threshold;
1205         struct llist_node *valist;
1206         struct vmap_area *va;
1207         struct vmap_area *n_va;
1208
1209         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
1210
1211         valist = llist_del_all(&vmap_purge_list);
1212         if (unlikely(valist == NULL))
1213                 return false;
1214
1215         /*
1216          * TODO: to calculate a flush range without looping.
1217          * The list can be up to lazy_max_pages() elements.
1218          */
1219         llist_for_each_entry(va, valist, purge_list) {
1220                 if (va->va_start < start)
1221                         start = va->va_start;
1222                 if (va->va_end > end)
1223                         end = va->va_end;
1224         }
1225
1226         flush_tlb_kernel_range(start, end);
1227         resched_threshold = lazy_max_pages() << 1;
1228
1229         spin_lock(&vmap_area_lock);
1230         llist_for_each_entry_safe(va, n_va, valist, purge_list) {
1231                 unsigned long nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
1232
1233                 __free_vmap_area(va);
1234                 atomic_long_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
1235
1236                 if (atomic_long_read(&vmap_lazy_nr) < resched_threshold)
1237                         cond_resched_lock(&vmap_area_lock);
1238         }
1239         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1240         return true;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
1245  * is already purging.
1246  */
1247 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
1248 {
1249         if (mutex_trylock(&vmap_purge_lock)) {
1250                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1251                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1252         }
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
1257  */
1258 static void purge_vmap_area_lazy(void)
1259 {
1260         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1261         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1262         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1263         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
1268  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
1269  * previously.
1270  */
1271 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
1272 {
1273         unsigned long nr_lazy;
1274
1275         nr_lazy = atomic_long_add_return((va->va_end - va->va_start) >>
1276                                 PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
1277
1278         /* After this point, we may free va at any time */
1279         llist_add(&va->purge_list, &vmap_purge_list);
1280
1281         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
1282                 try_purge_vmap_area_lazy();
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Free and unmap a vmap area
1287  */
1288 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1289 {
1290         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
1291         unmap_vmap_area(va);
1292         if (debug_pagealloc_enabled())
1293                 flush_tlb_kernel_range(va->va_start, va->va_end);
1294
1295         free_vmap_area_noflush(va);
1296 }
1297
1298 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
1299 {
1300         struct vmap_area *va;
1301
1302         spin_lock(&vmap_area_lock);
1303         va = __find_vmap_area(addr);
1304         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1305
1306         return va;
1307 }
1308
1309 /*** Per cpu kva allocator ***/
1310
1311 /*
1312  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
1313  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
1314  */
1315 /*
1316  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
1317  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
1318  * instead (we just need a rough idea)
1319  */
1320 #if BITS_PER_LONG == 32
1321 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
1322 #else
1323 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
1324 #endif
1325
1326 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
1327 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
1328 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
1329 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
1330 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
1331 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
1332 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
1333                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
1334                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
1335                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
1336
1337 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
1338
1339 struct vmap_block_queue {
1340         spinlock_t lock;
1341         struct list_head free;
1342 };
1343
1344 struct vmap_block {
1345         spinlock_t lock;
1346         struct vmap_area *va;
1347         unsigned long free, dirty;
1348         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
1349         struct list_head free_list;
1350         struct rcu_head rcu_head;
1351         struct list_head purge;
1352 };
1353
1354 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
1355 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
1356
1357 /*
1358  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
1359  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
1360  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
1361  */
1362 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
1363 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
1364
1365 /*
1366  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
1367  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
1368  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
1369  * big problem.
1370  */
1371
1372 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
1373 {
1374         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
1375         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
1376         return addr;
1377 }
1378
1379 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
1380 {
1381         unsigned long addr;
1382
1383         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
1384         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
1385         return (void *)addr;
1386 }
1387
1388 /**
1389  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
1390  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
1391  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
1392  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
1393  *
1394  * Return: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
1395  */
1396 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
1397 {
1398         struct vmap_block_queue *vbq;
1399         struct vmap_block *vb;
1400         struct vmap_area *va;
1401         unsigned long vb_idx;
1402         int node, err;
1403         void *vaddr;
1404
1405         node = numa_node_id();
1406
1407         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
1408                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1409         if (unlikely(!vb))
1410                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1411
1412         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
1413                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1414                                         node, gfp_mask);
1415         if (IS_ERR(va)) {
1416                 kfree(vb);
1417                 return ERR_CAST(va);
1418         }
1419
1420         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
1421         if (unlikely(err)) {
1422                 kfree(vb);
1423                 free_vmap_area(va);
1424                 return ERR_PTR(err);
1425         }
1426
1427         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
1428         spin_lock_init(&vb->lock);
1429         vb->va = va;
1430         /* At least something should be left free */
1431         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
1432         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
1433         vb->dirty = 0;
1434         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
1435         vb->dirty_max = 0;
1436         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
1437
1438         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
1439         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
1440         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
1441         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
1442         BUG_ON(err);
1443         radix_tree_preload_end();
1444
1445         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1446         spin_lock(&vbq->lock);
1447         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
1448         spin_unlock(&vbq->lock);
1449         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1450
1451         return vaddr;
1452 }
1453
1454 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
1455 {
1456         struct vmap_block *tmp;
1457         unsigned long vb_idx;
1458
1459         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
1460         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
1461         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
1462         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
1463         BUG_ON(tmp != vb);
1464
1465         free_vmap_area_noflush(vb->va);
1466         kfree_rcu(vb, rcu_head);
1467 }
1468
1469 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
1470 {
1471         LIST_HEAD(purge);
1472         struct vmap_block *vb;
1473         struct vmap_block *n_vb;
1474         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1475
1476         rcu_read_lock();
1477         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1478
1479                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
1480                         continue;
1481
1482                 spin_lock(&vb->lock);
1483                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
1484                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
1485                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
1486                         vb->dirty_min = 0;
1487                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
1488                         spin_lock(&vbq->lock);
1489                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1490                         spin_unlock(&vbq->lock);
1491                         spin_unlock(&vb->lock);
1492                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
1493                 } else
1494                         spin_unlock(&vb->lock);
1495         }
1496         rcu_read_unlock();
1497
1498         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
1499                 list_del(&vb->purge);
1500                 free_vmap_block(vb);
1501         }
1502 }
1503
1504 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
1505 {
1506         int cpu;
1507
1508         for_each_possible_cpu(cpu)
1509                 purge_fragmented_blocks(cpu);
1510 }
1511
1512 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
1513 {
1514         struct vmap_block_queue *vbq;
1515         struct vmap_block *vb;
1516         void *vaddr = NULL;
1517         unsigned int order;
1518
1519         BUG_ON(offset_in_page(size));
1520         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1521         if (WARN_ON(size == 0)) {
1522                 /*
1523                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
1524                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
1525                  * early.
1526                  */
1527                 return NULL;
1528         }
1529         order = get_order(size);
1530
1531         rcu_read_lock();
1532         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1533         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1534                 unsigned long pages_off;
1535
1536                 spin_lock(&vb->lock);
1537                 if (vb->free < (1UL << order)) {
1538                         spin_unlock(&vb->lock);
1539                         continue;
1540                 }
1541
1542                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
1543                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
1544                 vb->free -= 1UL << order;
1545                 if (vb->free == 0) {
1546                         spin_lock(&vbq->lock);
1547                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1548                         spin_unlock(&vbq->lock);
1549                 }
1550
1551                 spin_unlock(&vb->lock);
1552                 break;
1553         }
1554
1555         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1556         rcu_read_unlock();
1557
1558         /* Allocate new block if nothing was found */
1559         if (!vaddr)
1560                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
1561
1562         return vaddr;
1563 }
1564
1565 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
1566 {
1567         unsigned long offset;
1568         unsigned long vb_idx;
1569         unsigned int order;
1570         struct vmap_block *vb;
1571
1572         BUG_ON(offset_in_page(size));
1573         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1574
1575         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1576
1577         order = get_order(size);
1578
1579         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
1580         offset >>= PAGE_SHIFT;
1581
1582         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
1583         rcu_read_lock();
1584         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
1585         rcu_read_unlock();
1586         BUG_ON(!vb);
1587
1588         vunmap_page_range((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1589
1590         if (debug_pagealloc_enabled())
1591                 flush_tlb_kernel_range((unsigned long)addr,
1592                                         (unsigned long)addr + size);
1593
1594         spin_lock(&vb->lock);
1595
1596         /* Expand dirty range */
1597         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
1598         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
1599
1600         vb->dirty += 1UL << order;
1601         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
1602                 BUG_ON(vb->free);
1603                 spin_unlock(&vb->lock);
1604                 free_vmap_block(vb);
1605         } else
1606                 spin_unlock(&vb->lock);
1607 }
1608
1609 static void _vm_unmap_aliases(unsigned long start, unsigned long end, int flush)
1610 {
1611         int cpu;
1612
1613         if (unlikely(!vmap_initialized))
1614                 return;
1615
1616         might_sleep();
1617
1618         for_each_possible_cpu(cpu) {
1619                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1620                 struct vmap_block *vb;
1621
1622                 rcu_read_lock();
1623                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1624                         spin_lock(&vb->lock);
1625                         if (vb->dirty) {
1626                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
1627                                 unsigned long s, e;
1628
1629                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
1630                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
1631
1632                                 start = min(s, start);
1633                                 end   = max(e, end);
1634
1635                                 flush = 1;
1636                         }
1637                         spin_unlock(&vb->lock);
1638                 }
1639                 rcu_read_unlock();
1640         }
1641
1642         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1643         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1644         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
1645                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
1646         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1647 }
1648
1649 /**
1650  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
1651  *
1652  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
1653  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
1654  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
1655  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
1656  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
1657  *
1658  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
1659  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
1660  * from the vmap layer.
1661  */
1662 void vm_unmap_aliases(void)
1663 {
1664         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1665         int flush = 0;
1666
1667         _vm_unmap_aliases(start, end, flush);
1668 }
1669 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
1670
1671 /**
1672  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
1673  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
1674  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
1675  */
1676 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
1677 {
1678         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1679         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
1680         struct vmap_area *va;
1681
1682         might_sleep();
1683         BUG_ON(!addr);
1684         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
1685         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
1686         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
1687
1688         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1689                 debug_check_no_locks_freed(mem, size);
1690                 vb_free(mem, size);
1691                 return;
1692         }
1693
1694         va = find_vmap_area(addr);
1695         BUG_ON(!va);
1696         debug_check_no_locks_freed((void *)va->va_start,
1697                                     (va->va_end - va->va_start));
1698         free_unmap_vmap_area(va);
1699 }
1700 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
1701
1702 /**
1703  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
1704  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
1705  * @count: number of pages
1706  * @node: prefer to allocate data structures on this node
1707  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
1708  *
1709  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
1710  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
1711  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
1712  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
1713  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
1714  *
1715  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
1716  */
1717 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
1718 {
1719         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1720         unsigned long addr;
1721         void *mem;
1722
1723         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1724                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
1725                 if (IS_ERR(mem))
1726                         return NULL;
1727                 addr = (unsigned long)mem;
1728         } else {
1729                 struct vmap_area *va;
1730                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
1731                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
1732                 if (IS_ERR(va))
1733                         return NULL;
1734
1735                 addr = va->va_start;
1736                 mem = (void *)addr;
1737         }
1738         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
1739                 vm_unmap_ram(mem, count);
1740                 return NULL;
1741         }
1742         return mem;
1743 }
1744 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1745
1746 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
1747
1748 /**
1749  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
1750  * @vm: vm_struct to add
1751  *
1752  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
1753  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
1754  * should contain proper values and the other fields should be zero.
1755  *
1756  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1757  */
1758 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
1759 {
1760         struct vm_struct *tmp, **p;
1761
1762         BUG_ON(vmap_initialized);
1763         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1764                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
1765                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
1766                         break;
1767                 } else
1768                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
1769         }
1770         vm->next = *p;
1771         *p = vm;
1772 }
1773
1774 /**
1775  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1776  * @vm: vm_struct to register
1777  * @align: requested alignment
1778  *
1779  * This function is used to register kernel vm area before
1780  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1781  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1782  * vm->addr contains the allocated address.
1783  *
1784  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1785  */
1786 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1787 {
1788         static size_t vm_init_off __initdata;
1789         unsigned long addr;
1790
1791         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1792         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1793
1794         vm->addr = (void *)addr;
1795
1796         vm_area_add_early(vm);
1797 }
1798
1799 static void vmap_init_free_space(void)
1800 {
1801         unsigned long vmap_start = 1;
1802         const unsigned long vmap_end = ULONG_MAX;
1803         struct vmap_area *busy, *free;
1804
1805         /*
1806          *     B     F     B     B     B     F
1807          * -|-----|.....|-----|-----|-----|.....|-
1808          *  |           The KVA space           |
1809          *  |<--------------------------------->|
1810          */
1811         list_for_each_entry(busy, &vmap_area_list, list) {
1812                 if (busy->va_start - vmap_start > 0) {
1813                         free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1814                         if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
1815                                 free->va_start = vmap_start;
1816                                 free->va_end = busy->va_start;
1817
1818                                 insert_vmap_area_augment(free, NULL,
1819                                         &free_vmap_area_root,
1820                                                 &free_vmap_area_list);
1821                         }
1822                 }
1823
1824                 vmap_start = busy->va_end;
1825         }
1826
1827         if (vmap_end - vmap_start > 0) {
1828                 free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1829                 if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
1830                         free->va_start = vmap_start;
1831                         free->va_end = vmap_end;
1832
1833                         insert_vmap_area_augment(free, NULL,
1834                                 &free_vmap_area_root,
1835                                         &free_vmap_area_list);
1836                 }
1837         }
1838 }
1839
1840 void __init vmalloc_init(void)
1841 {
1842         struct vmap_area *va;
1843         struct vm_struct *tmp;
1844         int i;
1845
1846         /*
1847          * Create the cache for vmap_area objects.
1848          */
1849         vmap_area_cachep = KMEM_CACHE(vmap_area, SLAB_PANIC);
1850
1851         for_each_possible_cpu(i) {
1852                 struct vmap_block_queue *vbq;
1853                 struct vfree_deferred *p;
1854
1855                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1856                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1857                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1858                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
1859                 init_llist_head(&p->list);
1860                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
1861         }
1862
1863         /* Import existing vmlist entries. */
1864         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1865                 va = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1866                 if (WARN_ON_ONCE(!va))
1867                         continue;
1868
1869                 va->flags = VM_VM_AREA;
1870                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1871                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1872                 va->vm = tmp;
1873                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1874         }
1875
1876         /*
1877          * Now we can initialize a free vmap space.
1878          */
1879         vmap_init_free_space();
1880         vmap_initialized = true;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1885  * @addr: start of the VM area to map
1886  * @size: size of the VM area to map
1887  * @prot: page protection flags to use
1888  * @pages: pages to map
1889  *
1890  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1891  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1892  * friends.
1893  *
1894  * NOTE:
1895  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1896  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1897  * before calling this function.
1898  *
1899  * RETURNS:
1900  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1901  */
1902 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1903                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1904 {
1905         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1906 }
1907
1908 /**
1909  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1910  * @addr: start of the VM area to unmap
1911  * @size: size of the VM area to unmap
1912  *
1913  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1914  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1915  * friends.
1916  *
1917  * NOTE:
1918  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1919  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1920  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1921  */
1922 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1923 {
1924         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range_noflush);
1927
1928 /**
1929  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1930  * @addr: start of the VM area to unmap
1931  * @size: size of the VM area to unmap
1932  *
1933  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1934  * the unmapping and tlb after.
1935  */
1936 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1937 {
1938         unsigned long end = addr + size;
1939
1940         flush_cache_vunmap(addr, end);
1941         vunmap_page_range(addr, end);
1942         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range);
1945
1946 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page **pages)
1947 {
1948         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1949         unsigned long end = addr + get_vm_area_size(area);
1950         int err;
1951
1952         err = vmap_page_range(addr, end, prot, pages);
1953
1954         return err > 0 ? 0 : err;
1955 }
1956 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1957
1958 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
1959                               unsigned long flags, const void *caller)
1960 {
1961         spin_lock(&vmap_area_lock);
1962         vm->flags = flags;
1963         vm->addr = (void *)va->va_start;
1964         vm->size = va->va_end - va->va_start;
1965         vm->caller = caller;
1966         va->vm = vm;
1967         va->flags |= VM_VM_AREA;
1968         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1969 }
1970
1971 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
1972 {
1973         /*
1974          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
1975          * we should make sure that vm has proper values.
1976          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
1977          */
1978         smp_wmb();
1979         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
1980 }
1981
1982 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1983                 unsigned long align, unsigned long flags, unsigned long start,
1984                 unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask, const void *caller)
1985 {
1986         struct vmap_area *va;
1987         struct vm_struct *area;
1988
1989         BUG_ON(in_interrupt());
1990         size = PAGE_ALIGN(size);
1991         if (unlikely(!size))
1992                 return NULL;
1993
1994         if (flags & VM_IOREMAP)
1995                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
1996                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
1997
1998         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1999         if (unlikely(!area))
2000                 return NULL;
2001
2002         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
2003                 size += PAGE_SIZE;
2004
2005         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
2006         if (IS_ERR(va)) {
2007                 kfree(area);
2008                 return NULL;
2009         }
2010
2011         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
2012
2013         return area;
2014 }
2015
2016 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
2017                                 unsigned long start, unsigned long end)
2018 {
2019         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
2020                                   GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
2021 }
2022 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
2023
2024 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2025                                        unsigned long start, unsigned long end,
2026                                        const void *caller)
2027 {
2028         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
2029                                   GFP_KERNEL, caller);
2030 }
2031
2032 /**
2033  * get_vm_area - reserve a contiguous kernel virtual area
2034  * @size:        size of the area
2035  * @flags:       %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
2036  *
2037  * Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
2038  * and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
2039  * on success or %NULL on failure.
2040  *
2041  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2042  */
2043 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
2044 {
2045         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2046                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
2047                                   __builtin_return_address(0));
2048 }
2049
2050 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2051                                 const void *caller)
2052 {
2053         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2054                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2055 }
2056
2057 /**
2058  * find_vm_area - find a continuous kernel virtual area
2059  * @addr:         base address
2060  *
2061  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
2062  * It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
2063  * pointer valid.
2064  *
2065  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
2066  */
2067 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
2068 {
2069         struct vmap_area *va;
2070
2071         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2072         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
2073                 return va->vm;
2074
2075         return NULL;
2076 }
2077
2078 /**
2079  * remove_vm_area - find and remove a continuous kernel virtual area
2080  * @addr:           base address
2081  *
2082  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
2083  * This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
2084  * on SMP machines, except for its size or flags.
2085  *
2086  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
2087  */
2088 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
2089 {
2090         struct vmap_area *va;
2091
2092         might_sleep();
2093
2094         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2095         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
2096                 struct vm_struct *vm = va->vm;
2097
2098                 spin_lock(&vmap_area_lock);
2099                 va->vm = NULL;
2100                 va->flags &= ~VM_VM_AREA;
2101                 va->flags |= VM_LAZY_FREE;
2102                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
2103
2104                 kasan_free_shadow(vm);
2105                 free_unmap_vmap_area(va);
2106
2107                 return vm;
2108         }
2109         return NULL;
2110 }
2111
2112 static inline void set_area_direct_map(const struct vm_struct *area,
2113                                        int (*set_direct_map)(struct page *page))
2114 {
2115         int i;
2116
2117         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
2118                 if (page_address(area->pages[i]))
2119                         set_direct_map(area->pages[i]);
2120 }
2121
2122 /* Handle removing and resetting vm mappings related to the vm_struct. */
2123 static void vm_remove_mappings(struct vm_struct *area, int deallocate_pages)
2124 {
2125         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
2126         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2127         int flush_reset = area->flags & VM_FLUSH_RESET_PERMS;
2128         int i;
2129
2130         /*
2131          * The below block can be removed when all architectures that have
2132          * direct map permissions also have set_direct_map_() implementations.
2133          * This is concerned with resetting the direct map any an vm alias with
2134          * execute permissions, without leaving a RW+X window.
2135          */
2136         if (flush_reset && !IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)) {
2137                 set_memory_nx(addr, area->nr_pages);
2138                 set_memory_rw(addr, area->nr_pages);
2139         }
2140
2141         remove_vm_area(area->addr);
2142
2143         /* If this is not VM_FLUSH_RESET_PERMS memory, no need for the below. */
2144         if (!flush_reset)
2145                 return;
2146
2147         /*
2148          * If not deallocating pages, just do the flush of the VM area and
2149          * return.
2150          */
2151         if (!deallocate_pages) {
2152                 vm_unmap_aliases();
2153                 return;
2154         }
2155
2156         /*
2157          * If execution gets here, flush the vm mapping and reset the direct
2158          * map. Find the start and end range of the direct mappings to make sure
2159          * the vm_unmap_aliases() flush includes the direct map.
2160          */
2161         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2162                 if (page_address(area->pages[i])) {
2163                         start = min(addr, start);
2164                         end = max(addr, end);
2165                 }
2166         }
2167
2168         /*
2169          * Set direct map to something invalid so that it won't be cached if
2170          * there are any accesses after the TLB flush, then flush the TLB and
2171          * reset the direct map permissions to the default.
2172          */
2173         set_area_direct_map(area, set_direct_map_invalid_noflush);
2174         _vm_unmap_aliases(start, end, 1);
2175         set_area_direct_map(area, set_direct_map_default_noflush);
2176 }
2177
2178 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
2179 {
2180         struct vm_struct *area;
2181
2182         if (!addr)
2183                 return;
2184
2185         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
2186                         addr))
2187                 return;
2188
2189         area = find_vm_area(addr);
2190         if (unlikely(!area)) {
2191                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
2192                                 addr);
2193                 return;
2194         }
2195
2196         debug_check_no_locks_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2197         debug_check_no_obj_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2198
2199         vm_remove_mappings(area, deallocate_pages);
2200
2201         if (deallocate_pages) {
2202                 int i;
2203
2204                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2205                         struct page *page = area->pages[i];
2206
2207                         BUG_ON(!page);
2208                         __free_pages(page, 0);
2209                 }
2210
2211                 kvfree(area->pages);
2212         }
2213
2214         kfree(area);
2215         return;
2216 }
2217
2218 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
2219 {
2220         /*
2221          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
2222          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
2223          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
2224          * nother cpu's list.  schedule_work() should be fine with this too.
2225          */
2226         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
2227
2228         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
2229                 schedule_work(&p->wq);
2230 }
2231
2232 /**
2233  * vfree_atomic - release memory allocated by vmalloc()
2234  * @addr:         memory base address
2235  *
2236  * This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
2237  * except NMIs.
2238  */
2239 void vfree_atomic(const void *addr)
2240 {
2241         BUG_ON(in_nmi());
2242
2243         kmemleak_free(addr);
2244
2245         if (!addr)
2246                 return;
2247         __vfree_deferred(addr);
2248 }
2249
2250 static void __vfree(const void *addr)
2251 {
2252         if (unlikely(in_interrupt()))
2253                 __vfree_deferred(addr);
2254         else
2255                 __vunmap(addr, 1);
2256 }
2257
2258 /**
2259  * vfree - release memory allocated by vmalloc()
2260  * @addr:  memory base address
2261  *
2262  * Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
2263  * obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
2264  * NULL, no operation is performed.
2265  *
2266  * Must not be called in NMI context (strictly speaking, only if we don't
2267  * have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
2268  * conventions for vfree() arch-depenedent would be a really bad idea)
2269  *
2270  * May sleep if called *not* from interrupt context.
2271  *
2272  * NOTE: assumes that the object at @addr has a size >= sizeof(llist_node)
2273  */
2274 void vfree(const void *addr)
2275 {
2276         BUG_ON(in_nmi());
2277
2278         kmemleak_free(addr);
2279
2280         might_sleep_if(!in_interrupt());
2281
2282         if (!addr)
2283                 return;
2284
2285         __vfree(addr);
2286 }
2287 EXPORT_SYMBOL(vfree);
2288
2289 /**
2290  * vunmap - release virtual mapping obtained by vmap()
2291  * @addr:   memory base address
2292  *
2293  * Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
2294  * which was created from the page array passed to vmap().
2295  *
2296  * Must not be called in interrupt context.
2297  */
2298 void vunmap(const void *addr)
2299 {
2300         BUG_ON(in_interrupt());
2301         might_sleep();
2302         if (addr)
2303                 __vunmap(addr, 0);
2304 }
2305 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
2306
2307 /**
2308  * vmap - map an array of pages into virtually contiguous space
2309  * @pages: array of page pointers
2310  * @count: number of pages to map
2311  * @flags: vm_area->flags
2312  * @prot: page protection for the mapping
2313  *
2314  * Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
2315  * space.
2316  *
2317  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2318  */
2319 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
2320            unsigned long flags, pgprot_t prot)
2321 {
2322         struct vm_struct *area;
2323         unsigned long size;             /* In bytes */
2324
2325         might_sleep();
2326
2327         if (count > totalram_pages())
2328                 return NULL;
2329
2330         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2331         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
2332         if (!area)
2333                 return NULL;
2334
2335         if (map_vm_area(area, prot, pages)) {
2336                 vunmap(area->addr);
2337                 return NULL;
2338         }
2339
2340         return area->addr;
2341 }
2342 EXPORT_SYMBOL(vmap);
2343
2344 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
2345                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
2346                             int node, const void *caller);
2347 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
2348                                  pgprot_t prot, int node)
2349 {
2350         struct page **pages;
2351         unsigned int nr_pages, array_size, i;
2352         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
2353         const gfp_t alloc_mask = gfp_mask | __GFP_NOWARN;
2354         const gfp_t highmem_mask = (gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)) ?
2355                                         0 :
2356                                         __GFP_HIGHMEM;
2357
2358         nr_pages = get_vm_area_size(area) >> PAGE_SHIFT;
2359         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
2360
2361         area->nr_pages = nr_pages;
2362         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
2363         if (array_size > PAGE_SIZE) {
2364                 pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp|highmem_mask,
2365                                 PAGE_KERNEL, node, area->caller);
2366         } else {
2367                 pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
2368         }
2369         area->pages = pages;
2370         if (!area->pages) {
2371                 remove_vm_area(area->addr);
2372                 kfree(area);
2373                 return NULL;
2374         }
2375
2376         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2377                 struct page *page;
2378
2379                 if (node == NUMA_NO_NODE)
2380                         page = alloc_page(alloc_mask|highmem_mask);
2381                 else
2382                         page = alloc_pages_node(node, alloc_mask|highmem_mask, 0);
2383
2384                 if (unlikely(!page)) {
2385                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
2386                         area->nr_pages = i;
2387                         goto fail;
2388                 }
2389                 area->pages[i] = page;
2390                 if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask|highmem_mask))
2391                         cond_resched();
2392         }
2393
2394         if (map_vm_area(area, prot, pages))
2395                 goto fail;
2396         return area->addr;
2397
2398 fail:
2399         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
2400                           "vmalloc: allocation failure, allocated %ld of %ld bytes",
2401                           (area->nr_pages*PAGE_SIZE), area->size);
2402         __vfree(area->addr);
2403         return NULL;
2404 }
2405
2406 /**
2407  * __vmalloc_node_range - allocate virtually contiguous memory
2408  * @size:                 allocation size
2409  * @align:                desired alignment
2410  * @start:                vm area range start
2411  * @end:                  vm area range end
2412  * @gfp_mask:             flags for the page level allocator
2413  * @prot:                 protection mask for the allocated pages
2414  * @vm_flags:             additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
2415  * @node:                 node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
2416  * @caller:               caller's return address
2417  *
2418  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2419  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
2420  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
2421  *
2422  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2423  */
2424 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
2425                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
2426                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
2427                         const void *caller)
2428 {
2429         struct vm_struct *area;
2430         void *addr;
2431         unsigned long real_size = size;
2432
2433         size = PAGE_ALIGN(size);
2434         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages())
2435                 goto fail;
2436
2437         area = __get_vm_area_node(size, align, VM_ALLOC | VM_UNINITIALIZED |
2438                                 vm_flags, start, end, node, gfp_mask, caller);
2439         if (!area)
2440                 goto fail;
2441
2442         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node);
2443         if (!addr)
2444                 return NULL;
2445
2446         /*
2447          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
2448          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
2449          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
2450          */
2451         clear_vm_uninitialized_flag(area);
2452
2453         kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
2454
2455         return addr;
2456
2457 fail:
2458         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
2459                           "vmalloc: allocation failure: %lu bytes", real_size);
2460         return NULL;
2461 }
2462
2463 /*
2464  * This is only for performance analysis of vmalloc and stress purpose.
2465  * It is required by vmalloc test module, therefore do not use it other
2466  * than that.
2467  */
2468 #ifdef CONFIG_TEST_VMALLOC_MODULE
2469 EXPORT_SYMBOL_GPL(__vmalloc_node_range);
2470 #endif
2471
2472 /**
2473  * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
2474  * @size:           allocation size
2475  * @align:          desired alignment
2476  * @gfp_mask:       flags for the page level allocator
2477  * @prot:           protection mask for the allocated pages
2478  * @node:           node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
2479  * @caller:         caller's return address
2480  *
2481  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2482  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
2483  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
2484  *
2485  * Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
2486  * and __GFP_NOFAIL are not supported
2487  *
2488  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
2489  * with mm people.
2490  *
2491  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2492  */
2493 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
2494                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
2495                             int node, const void *caller)
2496 {
2497         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2498                                 gfp_mask, prot, 0, node, caller);
2499 }
2500
2501 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
2502 {
2503         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, prot, NUMA_NO_NODE,
2504                                 __builtin_return_address(0));
2505 }
2506 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
2507
2508 static inline void *__vmalloc_node_flags(unsigned long size,
2509                                         int node, gfp_t flags)
2510 {
2511         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL,
2512                                         node, __builtin_return_address(0));
2513 }
2514
2515
2516 void *__vmalloc_node_flags_caller(unsigned long size, int node, gfp_t flags,
2517                                   void *caller)
2518 {
2519         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL, node, caller);
2520 }
2521
2522 /**
2523  * vmalloc - allocate virtually contiguous memory
2524  * @size:    allocation size
2525  *
2526  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2527  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2528  *
2529  * For tight control over page level allocator and protection flags
2530  * use __vmalloc() instead.
2531  *
2532  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2533  */
2534 void *vmalloc(unsigned long size)
2535 {
2536         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
2537                                     GFP_KERNEL);
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
2540
2541 /**
2542  * vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
2543  * @size:    allocation size
2544  *
2545  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2546  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2547  * The memory allocated is set to zero.
2548  *
2549  * For tight control over page level allocator and protection flags
2550  * use __vmalloc() instead.
2551  *
2552  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2553  */
2554 void *vzalloc(unsigned long size)
2555 {
2556         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
2557                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
2558 }
2559 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
2560
2561 /**
2562  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
2563  * @size: allocation size
2564  *
2565  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
2566  * without leaking data.
2567  *
2568  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2569  */
2570 void *vmalloc_user(unsigned long size)
2571 {
2572         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2573                                     GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2574                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2575                                     __builtin_return_address(0));
2576 }
2577 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
2578
2579 /**
2580  * vmalloc_node - allocate memory on a specific node
2581  * @size:         allocation size
2582  * @node:         numa node
2583  *
2584  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2585  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2586  *
2587  * For tight control over page level allocator and protection flags
2588  * use __vmalloc() instead.
2589  *
2590  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2591  */
2592 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
2593 {
2594         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL,
2595                                         node, __builtin_return_address(0));
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
2598
2599 /**
2600  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
2601  * @size:       allocation size
2602  * @node:       numa node
2603  *
2604  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2605  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2606  * The memory allocated is set to zero.
2607  *
2608  * For tight control over page level allocator and protection flags
2609  * use __vmalloc_node() instead.
2610  *
2611  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2612  */
2613 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
2614 {
2615         return __vmalloc_node_flags(size, node,
2616                          GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
2617 }
2618 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
2619
2620 /**
2621  * vmalloc_exec - allocate virtually contiguous, executable memory
2622  * @size:         allocation size
2623  *
2624  * Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
2625  * the page level allocator and map them into contiguous and
2626  * executable kernel virtual space.
2627  *
2628  * For tight control over page level allocator and protection flags
2629  * use __vmalloc() instead.
2630  *
2631  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2632  */
2633 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
2634 {
2635         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2636                         GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL_EXEC, VM_FLUSH_RESET_PERMS,
2637                         NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
2638 }
2639
2640 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
2641 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
2642 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
2643 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA | GFP_KERNEL)
2644 #else
2645 /*
2646  * 64b systems should always have either DMA or DMA32 zones. For others
2647  * GFP_DMA32 should do the right thing and use the normal zone.
2648  */
2649 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
2650 #endif
2651
2652 /**
2653  * vmalloc_32 - allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
2654  * @size:       allocation size
2655  *
2656  * Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
2657  * page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2658  *
2659  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2660  */
2661 void *vmalloc_32(unsigned long size)
2662 {
2663         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
2664                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
2665 }
2666 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
2667
2668 /**
2669  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
2670  * @size:            allocation size
2671  *
2672  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
2673  * mapped to userspace without leaking data.
2674  *
2675  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2676  */
2677 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
2678 {
2679         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2680                                     GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2681                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2682                                     __builtin_return_address(0));
2683 }
2684 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
2685
2686 /*
2687  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
2688  * If the page is not present, fill zero.
2689  */
2690
2691 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2692 {
2693         struct page *p;
2694         int copied = 0;
2695
2696         while (count) {
2697                 unsigned long offset, length;
2698
2699                 offset = offset_in_page(addr);
2700                 length = PAGE_SIZE - offset;
2701                 if (length > count)
2702                         length = count;
2703                 p = vmalloc_to_page(addr);
2704                 /*
2705                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2706                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2707                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2708                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2709                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2710                  */
2711                 if (p) {
2712                         /*
2713                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2714                          * function description)
2715                          */
2716                         void *map = kmap_atomic(p);
2717                         memcpy(buf, map + offset, length);
2718                         kunmap_atomic(map);
2719                 } else
2720                         memset(buf, 0, length);
2721
2722                 addr += length;
2723                 buf += length;
2724                 copied += length;
2725                 count -= length;
2726         }
2727         return copied;
2728 }
2729
2730 static int aligned_vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2731 {
2732         struct page *p;
2733         int copied = 0;
2734
2735         while (count) {
2736                 unsigned long offset, length;
2737
2738                 offset = offset_in_page(addr);
2739                 length = PAGE_SIZE - offset;
2740                 if (length > count)
2741                         length = count;
2742                 p = vmalloc_to_page(addr);
2743                 /*
2744                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2745                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2746                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2747                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2748                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2749                  */
2750                 if (p) {
2751                         /*
2752                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2753                          * function description)
2754                          */
2755                         void *map = kmap_atomic(p);
2756                         memcpy(map + offset, buf, length);
2757                         kunmap_atomic(map);
2758                 }
2759                 addr += length;
2760                 buf += length;
2761                 copied += length;
2762                 count -= length;
2763         }
2764         return copied;
2765 }
2766
2767 /**
2768  * vread() - read vmalloc area in a safe way.
2769  * @buf:     buffer for reading data
2770  * @addr:    vm address.
2771  * @count:   number of bytes to be read.
2772  *
2773  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2774  * copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
2775  * of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
2776  * proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
2777  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2778  *
2779  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2780  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2781  *
2782  * Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
2783  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2784  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2785  * any informaion, as /dev/kmem.
2786  *
2787  * Return: number of bytes for which addr and buf should be increased
2788  * (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count) doesn't
2789  * include any intersection with valid vmalloc area
2790  */
2791 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2792 {
2793         struct vmap_area *va;
2794         struct vm_struct *vm;
2795         char *vaddr, *buf_start = buf;
2796         unsigned long buflen = count;
2797         unsigned long n;
2798
2799         /* Don't allow overflow */
2800         if ((unsigned long) addr + count < count)
2801                 count = -(unsigned long) addr;
2802
2803         spin_lock(&vmap_area_lock);
2804         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2805                 if (!count)
2806                         break;
2807
2808                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2809                         continue;
2810
2811                 vm = va->vm;
2812                 vaddr = (char *) vm->addr;
2813                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2814                         continue;
2815                 while (addr < vaddr) {
2816                         if (count == 0)
2817                                 goto finished;
2818                         *buf = '\0';
2819                         buf++;
2820                         addr++;
2821                         count--;
2822                 }
2823                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2824                 if (n > count)
2825                         n = count;
2826                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
2827                         aligned_vread(buf, addr, n);
2828                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
2829                         memset(buf, 0, n);
2830                 buf += n;
2831                 addr += n;
2832                 count -= n;
2833         }
2834 finished:
2835         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2836
2837         if (buf == buf_start)
2838                 return 0;
2839         /* zero-fill memory holes */
2840         if (buf != buf_start + buflen)
2841                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
2842
2843         return buflen;
2844 }
2845
2846 /**
2847  * vwrite() - write vmalloc area in a safe way.
2848  * @buf:      buffer for source data
2849  * @addr:     vm address.
2850  * @count:    number of bytes to be read.
2851  *
2852  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2853  * copy data from a buffer to the given addr. If specified range of
2854  * [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied from
2855  * proper area of @buf. If there are memory holes, no copy to hole.
2856  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2857  *
2858  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2859  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2860  *
2861  * Note: In usual ops, vwrite() is never necessary because the caller
2862  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2863  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2864  * any informaion, as /dev/kmem.
2865  *
2866  * Return: number of bytes for which addr and buf should be
2867  * increased (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count)
2868  * doesn't include any intersection with valid vmalloc area
2869  */
2870 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2871 {
2872         struct vmap_area *va;
2873         struct vm_struct *vm;
2874         char *vaddr;
2875         unsigned long n, buflen;
2876         int copied = 0;
2877
2878         /* Don't allow overflow */
2879         if ((unsigned long) addr + count < count)
2880                 count = -(unsigned long) addr;
2881         buflen = count;
2882
2883         spin_lock(&vmap_area_lock);
2884         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2885                 if (!count)
2886                         break;
2887
2888                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2889                         continue;
2890
2891                 vm = va->vm;
2892                 vaddr = (char *) vm->addr;
2893                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2894                         continue;
2895                 while (addr < vaddr) {
2896                         if (count == 0)
2897                                 goto finished;
2898                         buf++;
2899                         addr++;
2900                         count--;
2901                 }
2902                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2903                 if (n > count)
2904                         n = count;
2905                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP)) {
2906                         aligned_vwrite(buf, addr, n);
2907                         copied++;
2908                 }
2909                 buf += n;
2910                 addr += n;
2911                 count -= n;
2912         }
2913 finished:
2914         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2915         if (!copied)
2916                 return 0;
2917         return buflen;
2918 }
2919
2920 /**
2921  * remap_vmalloc_range_partial - map vmalloc pages to userspace
2922  * @vma:                vma to cover
2923  * @uaddr:              target user address to start at
2924  * @kaddr:              virtual address of vmalloc kernel memory
2925  * @size:               size of map area
2926  *
2927  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
2928  *
2929  * This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
2930  * and that it is big enough to cover the range starting at
2931  * @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
2932  * met.
2933  *
2934  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2935  */
2936 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
2937                                 void *kaddr, unsigned long size)
2938 {
2939         struct vm_struct *area;
2940
2941         size = PAGE_ALIGN(size);
2942
2943         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
2944                 return -EINVAL;
2945
2946         area = find_vm_area(kaddr);
2947         if (!area)
2948                 return -EINVAL;
2949
2950         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
2951                 return -EINVAL;
2952
2953         if (kaddr + size > area->addr + get_vm_area_size(area))
2954                 return -EINVAL;
2955
2956         do {
2957                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
2958                 int ret;
2959
2960                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
2961                 if (ret)
2962                         return ret;
2963
2964                 uaddr += PAGE_SIZE;
2965                 kaddr += PAGE_SIZE;
2966                 size -= PAGE_SIZE;
2967         } while (size > 0);
2968
2969         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
2970
2971         return 0;
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range_partial);
2974
2975 /**
2976  * remap_vmalloc_range - map vmalloc pages to userspace
2977  * @vma:                vma to cover (map full range of vma)
2978  * @addr:               vmalloc memory
2979  * @pgoff:              number of pages into addr before first page to map
2980  *
2981  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
2982  *
2983  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2984  * that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
2985  * that criteria isn't met.
2986  *
2987  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2988  */
2989 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
2990                                                 unsigned long pgoff)
2991 {
2992         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
2993                                            addr + (pgoff << PAGE_SHIFT),
2994                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
2995 }
2996 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
2997
2998 /*
2999  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
3000  * have one.
3001  */
3002 void __weak vmalloc_sync_all(void)
3003 {
3004 }
3005
3006
3007 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
3008 {
3009         pte_t ***p = data;
3010
3011         if (p) {
3012                 *(*p) = pte;
3013                 (*p)++;
3014         }
3015         return 0;
3016 }
3017
3018 /**
3019  * alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
3020  * @size:          size of the area
3021  * @ptes:          returns the PTEs for the address space
3022  *
3023  * Returns:     NULL on failure, vm_struct on success
3024  *
3025  * This function reserves a range of kernel address space, and
3026  * allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
3027  * are created.
3028  *
3029  * If @ptes is non-NULL, pointers to the PTEs (in init_mm)
3030  * allocated for the VM area are returned.
3031  */
3032 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size, pte_t **ptes)
3033 {
3034         struct vm_struct *area;
3035
3036         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
3037                                 __builtin_return_address(0));
3038         if (area == NULL)
3039                 return NULL;
3040
3041         /*
3042          * This ensures that page tables are constructed for this region
3043          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
3044          */
3045         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
3046                                 size, f, ptes ? &ptes : NULL)) {
3047                 free_vm_area(area);
3048                 return NULL;
3049         }
3050
3051         return area;
3052 }
3053 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
3054
3055 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
3056 {
3057         struct vm_struct *ret;
3058         ret = remove_vm_area(area->addr);
3059         BUG_ON(ret != area);
3060         kfree(area);
3061 }
3062 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
3063
3064 #ifdef CONFIG_SMP
3065 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
3066 {
3067         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
3068 }
3069
3070 /**
3071  * pvm_find_va_enclose_addr - find the vmap_area @addr belongs to
3072  * @addr: target address
3073  *
3074  * Returns: vmap_area if it is found. If there is no such area
3075  *   the first highest(reverse order) vmap_area is returned
3076  *   i.e. va->va_start < addr && va->va_end < addr or NULL
3077  *   if there are no any areas before @addr.
3078  */
3079 static struct vmap_area *
3080 pvm_find_va_enclose_addr(unsigned long addr)
3081 {
3082         struct vmap_area *va, *tmp;
3083         struct rb_node *n;
3084
3085         n = free_vmap_area_root.rb_node;
3086         va = NULL;
3087
3088         while (n) {
3089                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
3090                 if (tmp->va_start <= addr) {
3091                         va = tmp;
3092                         if (tmp->va_end >= addr)
3093                                 break;
3094
3095                         n = n->rb_right;
3096                 } else {
3097                         n = n->rb_left;
3098                 }
3099         }
3100
3101         return va;
3102 }
3103
3104 /**
3105  * pvm_determine_end_from_reverse - find the highest aligned address
3106  * of free block below VMALLOC_END
3107  * @va:
3108  *   in - the VA we start the search(reverse order);
3109  *   out - the VA with the highest aligned end address.
3110  *
3111  * Returns: determined end address within vmap_area
3112  */
3113 static unsigned long
3114 pvm_determine_end_from_reverse(struct vmap_area **va, unsigned long align)
3115 {
3116         unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3117         unsigned long addr;
3118
3119         if (likely(*va)) {
3120                 list_for_each_entry_from_reverse((*va),
3121                                 &free_vmap_area_list, list) {
3122                         addr = min((*va)->va_end & ~(align - 1), vmalloc_end);
3123                         if ((*va)->va_start < addr)
3124                                 return addr;
3125                 }
3126         }
3127
3128         return 0;
3129 }
3130
3131 /**
3132  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
3133  * @offsets: array containing offset of each area
3134  * @sizes: array containing size of each area
3135  * @nr_vms: the number of areas to allocate
3136  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
3137  *
3138  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
3139  *          vm_structs on success, %NULL on failure
3140  *
3141  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
3142  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
3143  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
3144  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
3145  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
3146  * areas are allocated from top.
3147  *
3148  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple. It
3149  * does everything top-down and scans free blocks from the end looking
3150  * for matching base. While scanning, if any of the areas do not fit the
3151  * base address is pulled down to fit the area. Scanning is repeated till
3152  * all the areas fit and then all necessary data structures are inserted
3153  * and the result is returned.
3154  */
3155 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
3156                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
3157                                      size_t align)
3158 {
3159         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
3160         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3161         struct vmap_area **vas, *va;
3162         struct vm_struct **vms;
3163         int area, area2, last_area, term_area;
3164         unsigned long base, start, size, end, last_end;
3165         bool purged = false;
3166         enum fit_type type;
3167
3168         /* verify parameters and allocate data structures */
3169         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
3170         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
3171                 start = offsets[area];
3172                 end = start + sizes[area];
3173
3174                 /* is everything aligned properly? */
3175                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
3176                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
3177
3178                 /* detect the area with the highest address */
3179                 if (start > offsets[last_area])
3180                         last_area = area;
3181
3182                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
3183                         unsigned long start2 = offsets[area2];
3184                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
3185
3186                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
3187                 }
3188         }
3189         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
3190
3191         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
3192                 WARN_ON(true);
3193                 return NULL;
3194         }
3195
3196         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
3197         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
3198         if (!vas || !vms)
3199                 goto err_free2;
3200
3201         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3202                 vas[area] = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3203                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
3204                 if (!vas[area] || !vms[area])
3205                         goto err_free;
3206         }
3207 retry:
3208         spin_lock(&vmap_area_lock);
3209
3210         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
3211         area = term_area = last_area;
3212         start = offsets[area];
3213         end = start + sizes[area];
3214
3215         va = pvm_find_va_enclose_addr(vmalloc_end);
3216         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3217
3218         while (true) {
3219                 /*
3220                  * base might have underflowed, add last_end before
3221                  * comparing.
3222                  */
3223                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end)
3224                         goto overflow;
3225
3226                 /*
3227                  * Fitting base has not been found.
3228                  */
3229                 if (va == NULL)
3230                         goto overflow;
3231
3232                 /*
3233                  * If this VA does not fit, move base downwards and recheck.
3234                  */
3235                 if (base + start < va->va_start || base + end > va->va_end) {
3236                         va = node_to_va(rb_prev(&va->rb_node));
3237                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3238                         term_area = area;
3239                         continue;
3240                 }
3241
3242                 /*
3243                  * This area fits, move on to the previous one.  If
3244                  * the previous one is the terminal one, we're done.
3245                  */
3246                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
3247                 if (area == term_area)
3248                         break;
3249
3250                 start = offsets[area];
3251                 end = start + sizes[area];
3252                 va = pvm_find_va_enclose_addr(base + end);
3253         }
3254
3255         /* we've found a fitting base, insert all va's */
3256         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3257                 int ret;
3258
3259                 start = base + offsets[area];
3260                 size = sizes[area];
3261
3262                 va = pvm_find_va_enclose_addr(start);
3263                 if (WARN_ON_ONCE(va == NULL))
3264                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3265                         goto recovery;
3266
3267                 type = classify_va_fit_type(va, start, size);
3268                 if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
3269                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3270                         goto recovery;
3271
3272                 ret = adjust_va_to_fit_type(va, start, size, type);
3273                 if (unlikely(ret))
3274                         goto recovery;
3275
3276                 /* Allocated area. */
3277                 va = vas[area];
3278                 va->va_start = start;
3279                 va->va_end = start + size;
3280
3281                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
3282         }
3283
3284         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3285
3286         /* insert all vm's */
3287         for (area = 0; area < nr_vms; area++)
3288                 setup_vmalloc_vm(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
3289                                  pcpu_get_vm_areas);
3290
3291         kfree(vas);
3292         return vms;
3293
3294 recovery:
3295         /* Remove previously inserted areas. */
3296         while (area--) {
3297                 __free_vmap_area(vas[area]);
3298                 vas[area] = NULL;
3299         }
3300
3301 overflow:
3302         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3303         if (!purged) {
3304                 purge_vmap_area_lazy();
3305                 purged = true;
3306
3307                 /* Before "retry", check if we recover. */
3308                 for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3309                         if (vas[area])
3310                                 continue;
3311
3312                         vas[area] = kmem_cache_zalloc(
3313                                 vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3314                         if (!vas[area])
3315                                 goto err_free;
3316                 }
3317
3318                 goto retry;
3319         }
3320
3321 err_free:
3322         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3323                 if (vas[area])
3324                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, vas[area]);
3325
3326                 kfree(vms[area]);
3327         }
3328 err_free2:
3329         kfree(vas);
3330         kfree(vms);
3331         return NULL;
3332 }
3333
3334 /**
3335  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
3336  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
3337  * @nr_vms: the number of allocated areas
3338  *
3339  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
3340  */
3341 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
3342 {
3343         int i;
3344
3345         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
3346                 free_vm_area(vms[i]);
3347         kfree(vms);
3348 }
3349 #endif  /* CONFIG_SMP */
3350
3351 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3352 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3353         __acquires(&vmap_area_lock)
3354 {
3355         spin_lock(&vmap_area_lock);
3356         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
3357 }
3358
3359 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3360 {
3361         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
3362 }
3363
3364 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3365         __releases(&vmap_area_lock)
3366 {
3367         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3368 }
3369
3370 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
3371 {
3372         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
3373                 unsigned int nr, *counters = m->private;
3374
3375                 if (!counters)
3376                         return;
3377
3378                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
3379                         return;
3380                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
3381                 smp_rmb();
3382
3383                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
3384
3385                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
3386                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
3387
3388                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
3389                         if (counters[nr])
3390                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
3391         }
3392 }
3393
3394 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3395 {
3396         struct vmap_area *va;
3397         struct vm_struct *v;
3398
3399         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
3400
3401         /*
3402          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !VM_VM_AREA on
3403          * behalf of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
3404          */
3405         if (!(va->flags & VM_VM_AREA)) {
3406                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld %s\n",
3407                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
3408                         va->va_end - va->va_start,
3409                         va->flags & VM_LAZY_FREE ? "unpurged vm_area" : "vm_map_ram");
3410
3411                 return 0;
3412         }
3413
3414         v = va->vm;
3415
3416         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
3417                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
3418
3419         if (v->caller)
3420                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
3421
3422         if (v->nr_pages)
3423                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
3424
3425         if (v->phys_addr)
3426                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
3427
3428         if (v->flags & VM_IOREMAP)
3429                 seq_puts(m, " ioremap");
3430
3431         if (v->flags & VM_ALLOC)
3432                 seq_puts(m, " vmalloc");
3433
3434         if (v->flags & VM_MAP)
3435                 seq_puts(m, " vmap");
3436
3437         if (v->flags & VM_USERMAP)
3438                 seq_puts(m, " user");
3439
3440         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
3441                 seq_puts(m, " vpages");
3442
3443         show_numa_info(m, v);
3444         seq_putc(m, '\n');
3445         return 0;
3446 }
3447
3448 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
3449         .start = s_start,
3450         .next = s_next,
3451         .stop = s_stop,
3452         .show = s_show,
3453 };
3454
3455 static int __init proc_vmalloc_init(void)
3456 {
3457         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
3458                 proc_create_seq_private("vmallocinfo", 0400, NULL,
3459                                 &vmalloc_op,
3460                                 nr_node_ids * sizeof(unsigned int), NULL);
3461         else
3462                 proc_create_seq("vmallocinfo", 0400, NULL, &vmalloc_op);
3463         return 0;
3464 }
3465 module_init(proc_vmalloc_init);
3466
3467 #endif