mm/vmalloc.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/vmalloc.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
   5  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   6  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
   7  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
   8  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
   9  */
  10
  11 #include <linux/vmalloc.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/highmem.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/spinlock.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/proc_fs.h>
  19 #include <linux/seq_file.h>
  20 #include <linux/debugobjects.h>
  21 #include <linux/kallsyms.h>
  22 #include <linux/list.h>
  23 #include <linux/rbtree.h>
  24 #include <linux/radix-tree.h>
  25 #include <linux/rcupdate.h>
  26
  27 #include <asm/atomic.h>
  28 #include <asm/uaccess.h>
  29 #include <asm/tlbflush.h>
  30
  31
  32 /*** Page table manipulation functions ***/
  33
  34 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
  35 {
  36         pte_t *pte;
  37
  38         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
  39         do {
  40                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
  41                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
  42         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  43 }
  44
  45 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
  46 {
  47         pmd_t *pmd;
  48         unsigned long next;
  49
  50         pmd = pmd_offset(pud, addr);
  51         do {
  52                 next = pmd_addr_end(addr, end);
  53                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
  54                         continue;
  55                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
  56         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
  57 }
  58
  59 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
  60 {
  61         pud_t *pud;
  62         unsigned long next;
  63
  64         pud = pud_offset(pgd, addr);
  65         do {
  66                 next = pud_addr_end(addr, end);
  67                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
  68                         continue;
  69                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
  70         } while (pud++, addr = next, addr != end);
  71 }
  72
  73 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
  74 {
  75         pgd_t *pgd;
  76         unsigned long next;
  77
  78         BUG_ON(addr >= end);
  79         pgd = pgd_offset_k(addr);
  80         flush_cache_vunmap(addr, end);
  81         do {
  82                 next = pgd_addr_end(addr, end);
  83                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
  84                         continue;
  85                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
  86         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
  87 }
  88
  89 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
  90                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
  91 {
  92         pte_t *pte;
  93
  94         /*
  95          * nr is a running index into the array which helps higher level
  96          * callers keep track of where we're up to.
  97          */
  98
  99         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
 100         if (!pte)
 101                 return -ENOMEM;
 102         do {
 103                 struct page *page = pages[*nr];
 104
 105                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
 106                         return -EBUSY;
 107                 if (WARN_ON(!page))
 108                         return -ENOMEM;
 109                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 110                 (*nr)++;
 111         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 112         return 0;
 113 }
 114
 115 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
 116                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 117 {
 118         pmd_t *pmd;
 119         unsigned long next;
 120
 121         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
 122         if (!pmd)
 123                 return -ENOMEM;
 124         do {
 125                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 126                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
 127                         return -ENOMEM;
 128         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 133                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 134 {
 135         pud_t *pud;
 136         unsigned long next;
 137
 138         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
 139         if (!pud)
 140                 return -ENOMEM;
 141         do {
 142                 next = pud_addr_end(addr, end);
 143                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
 144                         return -ENOMEM;
 145         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 /*
 150  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
 151  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
 152  *
 153  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
 154  */
 155 static int vmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 156                                 pgprot_t prot, struct page **pages)
 157 {
 158         pgd_t *pgd;
 159         unsigned long next;
 160         int err = 0;
 161         int nr = 0;
 162
 163         BUG_ON(addr >= end);
 164         pgd = pgd_offset_k(addr);
 165         do {
 166                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 167                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
 168                 if (err)
 169                         break;
 170         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 171         flush_cache_vmap(addr, end);
 172
 173         if (unlikely(err))
 174                 return err;
 175         return nr;
 176 }
 177
 178 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
 179 {
 180         /*
 181          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
 182          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
 183          * just put it in the vmalloc space.
 184          */
 185 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
 186         unsigned long addr = (unsigned long)x;
 187         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
 188                 return 1;
 189 #endif
 190         return is_vmalloc_addr(x);
 191 }
 192
 193 /*
 194  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
 195  */
 196 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
 197 {
 198         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
 199         struct page *page = NULL;
 200         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 201
 202         /*
 203          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
 204          * architectures that do not vmalloc module space
 205          */
 206         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
 207
 208         if (!pgd_none(*pgd)) {
 209                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
 210                 if (!pud_none(*pud)) {
 211                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
 212                         if (!pmd_none(*pmd)) {
 213                                 pte_t *ptep, pte;
 214
 215                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 216                                 pte = *ptep;
 217                                 if (pte_present(pte))
 218                                         page = pte_page(pte);
 219                                 pte_unmap(ptep);
 220                         }
 221                 }
 222         }
 223         return page;
 224 }
 225 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
 226
 227 /*
 228  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
 229  */
 230 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
 231 {
 232         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
 233 }
 234 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
 235
 236
 237 /*** Global kva allocator ***/
 238
 239 #define VM_LAZY_FREE    0x01
 240 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
 241 #define VM_VM_AREA      0x04
 242
 243 struct vmap_area {
 244         unsigned long va_start;
 245         unsigned long va_end;
 246         unsigned long flags;
 247         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
 248         struct list_head list;          /* address sorted list */
 249         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
 250         void *private;
 251         struct rcu_head rcu_head;
 252 };
 253
 254 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
 255 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
 256 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
 257
 258 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
 259 {
 260         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 261
 262         while (n) {
 263                 struct vmap_area *va;
 264
 265                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 266                 if (addr < va->va_start)
 267                         n = n->rb_left;
 268                 else if (addr > va->va_start)
 269                         n = n->rb_right;
 270                 else
 271                         return va;
 272         }
 273
 274         return NULL;
 275 }
 276
 277 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
 278 {
 279         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
 280         struct rb_node *parent = NULL;
 281         struct rb_node *tmp;
 282
 283         while (*p) {
 284                 struct vmap_area *tmp;
 285
 286                 parent = *p;
 287                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
 288                 if (va->va_start < tmp->va_end)
 289                         p = &(*p)->rb_left;
 290                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
 291                         p = &(*p)->rb_right;
 292                 else
 293                         BUG();
 294         }
 295
 296         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
 297         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
 298
 299         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
 300         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
 301         if (tmp) {
 302                 struct vmap_area *prev;
 303                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
 304                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
 305         } else
 306                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
 307 }
 308
 309 static void purge_vmap_area_lazy(void);
 310
 311 /*
 312  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
 313  * vstart and vend.
 314  */
 315 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
 316                                 unsigned long align,
 317                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
 318                                 int node, gfp_t gfp_mask)
 319 {
 320         struct vmap_area *va;
 321         struct rb_node *n;
 322         unsigned long addr;
 323         int purged = 0;
 324
 325         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 326
 327         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
 328                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
 329         if (unlikely(!va))
 330                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 331
 332 retry:
 333         addr = ALIGN(vstart, align);
 334
 335         spin_lock(&vmap_area_lock);
 336         /* XXX: could have a last_hole cache */
 337         n = vmap_area_root.rb_node;
 338         if (n) {
 339                 struct vmap_area *first = NULL;
 340
 341                 do {
 342                         struct vmap_area *tmp;
 343                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 344                         if (tmp->va_end >= addr) {
 345                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
 346                                         first = tmp;
 347                                 n = n->rb_left;
 348                         } else {
 349                                 first = tmp;
 350                                 n = n->rb_right;
 351                         }
 352                 } while (n);
 353
 354                 if (!first)
 355                         goto found;
 356
 357                 if (first->va_end < addr) {
 358                         n = rb_next(&first->rb_node);
 359                         if (n)
 360                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 361                         else
 362                                 goto found;
 363                 }
 364
 365                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
 366                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
 367
 368                         n = rb_next(&first->rb_node);
 369                         if (n)
 370                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 371                         else
 372                                 goto found;
 373                 }
 374         }
 375 found:
 376         if (addr + size > vend) {
 377                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
 378                 if (!purged) {
 379                         purge_vmap_area_lazy();
 380                         purged = 1;
 381                         goto retry;
 382                 }
 383                 if (printk_ratelimit())
 384                         printk(KERN_WARNING "vmap allocation failed: "
 385                                  "use vmalloc=<size> to increase size.\n");
 386                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 387         }
 388
 389         BUG_ON(addr & (align-1));
 390
 391         va->va_start = addr;
 392         va->va_end = addr + size;
 393         va->flags = 0;
 394         __insert_vmap_area(va);
 395         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 396
 397         return va;
 398 }
 399
 400 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
 401 {
 402         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
 403
 404         kfree(va);
 405 }
 406
 407 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
 408 {
 409         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
 410         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
 411         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
 412         list_del_rcu(&va->list);
 413
 414         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
 419  */
 420 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
 421 {
 422         spin_lock(&vmap_area_lock);
 423         __free_vmap_area(va);
 424         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 425 }
 426
 427 /*
 428  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
 429  */
 430 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
 431 {
 432         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
 433 }
 434
 435 /*
 436  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
 437  * before attempting to purge with a TLB flush.
 438  *
 439  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
 440  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
 441  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
 442  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
 443  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
 444  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
 445  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
 446  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
 447  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
 448  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
 449  * becomes a problem on bigger systems.
 450  */
 451 static unsigned long lazy_max_pages(void)
 452 {
 453         unsigned int log;
 454
 455         log = fls(num_online_cpus());
 456
 457         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
 458 }
 459
 460 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
 461
 462 /*
 463  * Purges all lazily-freed vmap areas.
 464  *
 465  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
 466  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
 467  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
 468  * their own TLB flushing).
 469  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
 470  *              *end = max(*end, highest purged address)
 471  */
 472 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
 473                                         int sync, int force_flush)
 474 {
 475         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
 476         LIST_HEAD(valist);
 477         struct vmap_area *va;
 478         int nr = 0;
 479
 480         /*
 481          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
 482          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
 483          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
 484          */
 485         if (!sync && !force_flush) {
 486                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
 487                         return;
 488         } else
 489                 spin_lock(&purge_lock);
 490
 491         rcu_read_lock();
 492         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
 493                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
 494                         if (va->va_start < *start)
 495                                 *start = va->va_start;
 496                         if (va->va_end > *end)
 497                                 *end = va->va_end;
 498                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
 499                         unmap_vmap_area(va);
 500                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
 501                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
 502                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
 503                 }
 504         }
 505         rcu_read_unlock();
 506
 507         if (nr) {
 508                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
 509                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
 510         }
 511
 512         if (nr || force_flush)
 513                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
 514
 515         if (nr) {
 516                 spin_lock(&vmap_area_lock);
 517                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
 518                         __free_vmap_area(va);
 519                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
 520         }
 521         spin_unlock(&purge_lock);
 522 }
 523
 524 /*
 525  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
 526  * is already purging.
 527  */
 528 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
 529 {
 530         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
 531
 532         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
 533 }
 534
 535 /*
 536  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
 537  */
 538 static void purge_vmap_area_lazy(void)
 539 {
 540         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
 541
 542         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
 543 }
 544
 545 /*
 546  * Free and unmap a vmap area
 547  */
 548 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
 549 {
 550         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
 551         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
 552         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
 553                 try_purge_vmap_area_lazy();
 554 }
 555
 556 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
 557 {
 558         struct vmap_area *va;
 559
 560         spin_lock(&vmap_area_lock);
 561         va = __find_vmap_area(addr);
 562         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 563
 564         return va;
 565 }
 566
 567 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
 568 {
 569         struct vmap_area *va;
 570
 571         va = find_vmap_area(addr);
 572         BUG_ON(!va);
 573         free_unmap_vmap_area(va);
 574 }
 575
 576
 577 /*** Per cpu kva allocator ***/
 578
 579 /*
 580  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
 581  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
 582  */
 583 /*
 584  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
 585  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
 586  * instead (we just need a rough idea)
 587  */
 588 #if BITS_PER_LONG == 32
 589 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
 590 #else
 591 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
 592 #endif
 593
 594 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
 595 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
 596 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
 597 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
 598 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
 599 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
 600 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
 601                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
 602                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
 603
 604 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
 605
 606 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
 607
 608 struct vmap_block_queue {
 609         spinlock_t lock;
 610         struct list_head free;
 611         struct list_head dirty;
 612         unsigned int nr_dirty;
 613 };
 614
 615 struct vmap_block {
 616         spinlock_t lock;
 617         struct vmap_area *va;
 618         struct vmap_block_queue *vbq;
 619         unsigned long free, dirty;
 620         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 621         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 622         union {
 623                 struct {
 624                         struct list_head free_list;
 625                         struct list_head dirty_list;
 626                 };
 627                 struct rcu_head rcu_head;
 628         };
 629 };
 630
 631 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
 632 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
 633
 634 /*
 635  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
 636  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
 637  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
 638  */
 639 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
 640 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
 641
 642 /*
 643  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
 644  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
 645  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
 646  * big problem.
 647  */
 648
 649 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
 650 {
 651         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
 652         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
 653         return addr;
 654 }
 655
 656 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
 657 {
 658         struct vmap_block_queue *vbq;
 659         struct vmap_block *vb;
 660         struct vmap_area *va;
 661         unsigned long vb_idx;
 662         int node, err;
 663
 664         node = numa_node_id();
 665
 666         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
 667                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
 668         if (unlikely(!vb))
 669                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 670
 671         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
 672                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 673                                         node, gfp_mask);
 674         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
 675                 kfree(vb);
 676                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
 677         }
 678
 679         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
 680         if (unlikely(err)) {
 681                 kfree(vb);
 682                 free_vmap_area(va);
 683                 return ERR_PTR(err);
 684         }
 685
 686         spin_lock_init(&vb->lock);
 687         vb->va = va;
 688         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
 689         vb->dirty = 0;
 690         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 691         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 692         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
 693         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
 694
 695         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
 696         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
 697         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
 698         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
 699         BUG_ON(err);
 700         radix_tree_preload_end();
 701
 702         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
 703         vb->vbq = vbq;
 704         spin_lock(&vbq->lock);
 705         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
 706         spin_unlock(&vbq->lock);
 707         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
 708
 709         return vb;
 710 }
 711
 712 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
 713 {
 714         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
 715
 716         kfree(vb);
 717 }
 718
 719 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
 720 {
 721         struct vmap_block *tmp;
 722         unsigned long vb_idx;
 723
 724         spin_lock(&vb->vbq->lock);
 725         if (!list_empty(&vb->free_list))
 726                 list_del(&vb->free_list);
 727         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
 728                 list_del(&vb->dirty_list);
 729         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
 730
 731         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
 732         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
 733         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
 734         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
 735         BUG_ON(tmp != vb);
 736
 737         free_unmap_vmap_area(vb->va);
 738         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
 739 }
 740
 741 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
 742 {
 743         struct vmap_block_queue *vbq;
 744         struct vmap_block *vb;
 745         unsigned long addr = 0;
 746         unsigned int order;
 747
 748         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 749         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
 750         order = get_order(size);
 751
 752 again:
 753         rcu_read_lock();
 754         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
 755         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
 756                 int i;
 757
 758                 spin_lock(&vb->lock);
 759                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
 760                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
 761
 762                 if (i >= 0) {
 763                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
 764                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
 765                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
 766                         vb->free -= 1UL << order;
 767                         if (vb->free == 0) {
 768                                 spin_lock(&vbq->lock);
 769                                 list_del_init(&vb->free_list);
 770                                 spin_unlock(&vbq->lock);
 771                         }
 772                         spin_unlock(&vb->lock);
 773                         break;
 774                 }
 775                 spin_unlock(&vb->lock);
 776         }
 777         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
 778         rcu_read_unlock();
 779
 780         if (!addr) {
 781                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
 782                 if (IS_ERR(vb))
 783                         return vb;
 784                 goto again;
 785         }
 786
 787         return (void *)addr;
 788 }
 789
 790 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
 791 {
 792         unsigned long offset;
 793         unsigned long vb_idx;
 794         unsigned int order;
 795         struct vmap_block *vb;
 796
 797         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 798         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
 799         order = get_order(size);
 800
 801         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
 802
 803         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
 804         rcu_read_lock();
 805         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
 806         rcu_read_unlock();
 807         BUG_ON(!vb);
 808
 809         spin_lock(&vb->lock);
 810         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
 811         if (!vb->dirty) {
 812                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
 813                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
 814                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
 815         }
 816         vb->dirty += 1UL << order;
 817         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
 818                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
 819                 spin_unlock(&vb->lock);
 820                 free_vmap_block(vb);
 821         } else
 822                 spin_unlock(&vb->lock);
 823 }
 824
 825 /**
 826  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
 827  *
 828  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
 829  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
 830  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
 831  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
 832  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
 833  *
 834  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
 835  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
 836  * from the vmap layer.
 837  */
 838 void vm_unmap_aliases(void)
 839 {
 840         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
 841         int cpu;
 842         int flush = 0;
 843
 844         if (unlikely(!vmap_initialized))
 845                 return;
 846
 847         for_each_possible_cpu(cpu) {
 848                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
 849                 struct vmap_block *vb;
 850
 851                 rcu_read_lock();
 852                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
 853                         int i;
 854
 855                         spin_lock(&vb->lock);
 856                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 857                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
 858                                 unsigned long s, e;
 859                                 int j;
 860                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
 861                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
 862
 863                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
 864                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
 865                                 vunmap_page_range(s, e);
 866                                 flush = 1;
 867
 868                                 if (s < start)
 869                                         start = s;
 870                                 if (e > end)
 871                                         end = e;
 872
 873                                 i = j;
 874                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
 875                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
 876                         }
 877                         spin_unlock(&vb->lock);
 878                 }
 879                 rcu_read_unlock();
 880         }
 881
 882         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
 883 }
 884 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
 885
 886 /**
 887  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
 888  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
 889  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
 890  */
 891 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
 892 {
 893         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
 894         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
 895
 896         BUG_ON(!addr);
 897         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
 898         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
 899         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
 900
 901         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
 902
 903         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
 904                 vb_free(mem, size);
 905         else
 906                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
 907 }
 908 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
 909
 910 /**
 911  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
 912  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
 913  * @count: number of pages
 914  * @node: prefer to allocate data structures on this node
 915  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
 916  *
 917  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
 918  */
 919 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
 920 {
 921         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
 922         unsigned long addr;
 923         void *mem;
 924
 925         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
 926                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
 927                 if (IS_ERR(mem))
 928                         return NULL;
 929                 addr = (unsigned long)mem;
 930         } else {
 931                 struct vmap_area *va;
 932                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
 933                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
 934                 if (IS_ERR(va))
 935                         return NULL;
 936
 937                 addr = va->va_start;
 938                 mem = (void *)addr;
 939         }
 940         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
 941                 vm_unmap_ram(mem, count);
 942                 return NULL;
 943         }
 944         return mem;
 945 }
 946 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
 947
 948 void __init vmalloc_init(void)
 949 {
 950         int i;
 951
 952         for_each_possible_cpu(i) {
 953                 struct vmap_block_queue *vbq;
 954
 955                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
 956                 spin_lock_init(&vbq->lock);
 957                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
 958                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
 959                 vbq->nr_dirty = 0;
 960         }
 961
 962         vmap_initialized = true;
 963 }
 964
 965 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
 966 {
 967         unsigned long end = addr + size;
 968         vunmap_page_range(addr, end);
 969         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
 970 }
 971
 972 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
 973 {
 974         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
 975         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
 976         int err;
 977
 978         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
 979         if (err > 0) {
 980                 *pages += err;
 981                 err = 0;
 982         }
 983
 984         return err;
 985 }
 986 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
 987
 988 /*** Old vmalloc interfaces ***/
 989 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
 990 struct vm_struct *vmlist;
 991
 992 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
 993                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
 994                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
 995 {
 996         static struct vmap_area *va;
 997         struct vm_struct *area;
 998         struct vm_struct *tmp, **p;
 999         unsigned long align = 1;
1000
1001         BUG_ON(in_interrupt());
1002         if (flags & VM_IOREMAP) {
1003                 int bit = fls(size);
1004
1005                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1006                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1007                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1008                         bit = PAGE_SHIFT;
1009
1010                 align = 1ul << bit;
1011         }
1012
1013         size = PAGE_ALIGN(size);
1014         if (unlikely(!size))
1015                 return NULL;
1016
1017         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1018         if (unlikely(!area))
1019                 return NULL;
1020
1021         /*
1022          * We always allocate a guard page.
1023          */
1024         size += PAGE_SIZE;
1025
1026         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1027         if (IS_ERR(va)) {
1028                 kfree(area);
1029                 return NULL;
1030         }
1031
1032         area->flags = flags;
1033         area->addr = (void *)va->va_start;
1034         area->size = size;
1035         area->pages = NULL;
1036         area->nr_pages = 0;
1037         area->phys_addr = 0;
1038         area->caller = caller;
1039         va->private = area;
1040         va->flags |= VM_VM_AREA;
1041
1042         write_lock(&vmlist_lock);
1043         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1044                 if (tmp->addr >= area->addr)
1045                         break;
1046         }
1047         area->next = *p;
1048         *p = area;
1049         write_unlock(&vmlist_lock);
1050
1051         return area;
1052 }
1053
1054 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1055                                 unsigned long start, unsigned long end)
1056 {
1057         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1058                                                 __builtin_return_address(0));
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1061
1062 /**
1063  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1064  *      @size:          size of the area
1065  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1066  *
1067  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1068  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1069  *      on success or %NULL on failure.
1070  */
1071 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1072 {
1073         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1074                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1075 }
1076
1077 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1078                                 void *caller)
1079 {
1080         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1081                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1082 }
1083
1084 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1085                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1086 {
1087         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1088                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1089 }
1090
1091 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1092 {
1093         struct vmap_area *va;
1094
1095         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1096         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1097                 return va->private;
1098
1099         return NULL;
1100 }
1101
1102 /**
1103  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1104  *      @addr:          base address
1105  *
1106  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1107  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1108  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1109  */
1110 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1111 {
1112         struct vmap_area *va;
1113
1114         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1115         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1116                 struct vm_struct *vm = va->private;
1117                 struct vm_struct *tmp, **p;
1118                 free_unmap_vmap_area(va);
1119                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1120
1121                 write_lock(&vmlist_lock);
1122                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1123                         ;
1124                 *p = tmp->next;
1125                 write_unlock(&vmlist_lock);
1126
1127                 return vm;
1128         }
1129         return NULL;
1130 }
1131
1132 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1133 {
1134         struct vm_struct *area;
1135
1136         if (!addr)
1137                 return;
1138
1139         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1140                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1141                 return;
1142         }
1143
1144         area = remove_vm_area(addr);
1145         if (unlikely(!area)) {
1146                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1147                                 addr);
1148                 return;
1149         }
1150
1151         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1152         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1153
1154         if (deallocate_pages) {
1155                 int i;
1156
1157                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1158                         struct page *page = area->pages[i];
1159
1160                         BUG_ON(!page);
1161                         __free_page(page);
1162                 }
1163
1164                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1165                         vfree(area->pages);
1166                 else
1167                         kfree(area->pages);
1168         }
1169
1170         kfree(area);
1171         return;
1172 }
1173
1174 /**
1175  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1176  *      @addr:          memory base address
1177  *
1178  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1179  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1180  *      NULL, no operation is performed.
1181  *
1182  *      Must not be called in interrupt context.
1183  */
1184 void vfree(const void *addr)
1185 {
1186         BUG_ON(in_interrupt());
1187         __vunmap(addr, 1);
1188 }
1189 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1190
1191 /**
1192  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1193  *      @addr:          memory base address
1194  *
1195  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1196  *      which was created from the page array passed to vmap().
1197  *
1198  *      Must not be called in interrupt context.
1199  */
1200 void vunmap(const void *addr)
1201 {
1202         BUG_ON(in_interrupt());
1203         __vunmap(addr, 0);
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1206
1207 /**
1208  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1209  *      @pages:         array of page pointers
1210  *      @count:         number of pages to map
1211  *      @flags:         vm_area->flags
1212  *      @prot:          page protection for the mapping
1213  *
1214  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1215  *      space.
1216  */
1217 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1218                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1219 {
1220         struct vm_struct *area;
1221
1222         if (count > num_physpages)
1223                 return NULL;
1224
1225         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1226                                         __builtin_return_address(0));
1227         if (!area)
1228                 return NULL;
1229
1230         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1231                 vunmap(area->addr);
1232                 return NULL;
1233         }
1234
1235         return area->addr;
1236 }
1237 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1238
1239 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1240                             int node, void *caller);
1241 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1242                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1243 {
1244         struct page **pages;
1245         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1246
1247         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1248         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1249
1250         area->nr_pages = nr_pages;
1251         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1252         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1253                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1254                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1255                 area->flags |= VM_VPAGES;
1256         } else {
1257                 pages = kmalloc_node(array_size,
1258                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1259                                 node);
1260         }
1261         area->pages = pages;
1262         area->caller = caller;
1263         if (!area->pages) {
1264                 remove_vm_area(area->addr);
1265                 kfree(area);
1266                 return NULL;
1267         }
1268
1269         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1270                 struct page *page;
1271
1272                 if (node < 0)
1273                         page = alloc_page(gfp_mask);
1274                 else
1275                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1276
1277                 if (unlikely(!page)) {
1278                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1279                         area->nr_pages = i;
1280                         goto fail;
1281                 }
1282                 area->pages[i] = page;
1283         }
1284
1285         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1286                 goto fail;
1287         return area->addr;
1288
1289 fail:
1290         vfree(area->addr);
1291         return NULL;
1292 }
1293
1294 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1295 {
1296         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1297                                         __builtin_return_address(0));
1298 }
1299
1300 /**
1301  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1302  *      @size:          allocation size
1303  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1304  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1305  *      @node:          node to use for allocation or -1
1306  *      @caller:        caller's return address
1307  *
1308  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1309  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1310  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1311  */
1312 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1313                                                 int node, void *caller)
1314 {
1315         struct vm_struct *area;
1316
1317         size = PAGE_ALIGN(size);
1318         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1319                 return NULL;
1320
1321         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1322                                                 node, gfp_mask, caller);
1323
1324         if (!area)
1325                 return NULL;
1326
1327         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1328 }
1329
1330 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1331 {
1332         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1333                                 __builtin_return_address(0));
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1336
1337 /**
1338  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1339  *      @size:          allocation size
1340  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1341  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1342  *
1343  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1344  *      use __vmalloc() instead.
1345  */
1346 void *vmalloc(unsigned long size)
1347 {
1348         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1349                                         -1, __builtin_return_address(0));
1350 }
1351 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1352
1353 /**
1354  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1355  * @size: allocation size
1356  *
1357  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1358  * without leaking data.
1359  */
1360 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1361 {
1362         struct vm_struct *area;
1363         void *ret;
1364
1365         ret = __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1366         if (ret) {
1367                 area = find_vm_area(ret);
1368                 area->flags |= VM_USERMAP;
1369         }
1370         return ret;
1371 }
1372 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1373
1374 /**
1375  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1376  *      @size:          allocation size
1377  *      @node:          numa node
1378  *
1379  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1380  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1381  *
1382  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1383  *      use __vmalloc() instead.
1384  */
1385 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1386 {
1387         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1388                                         node, __builtin_return_address(0));
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1391
1392 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1393 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1394 #endif
1395
1396 /**
1397  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1398  *      @size:          allocation size
1399  *
1400  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1401  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1402  *      executable kernel virtual space.
1403  *
1404  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1405  *      use __vmalloc() instead.
1406  */
1407
1408 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1409 {
1410         return __vmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC);
1411 }
1412
1413 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1414 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1415 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1416 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1417 #else
1418 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1419 #endif
1420
1421 /**
1422  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1423  *      @size:          allocation size
1424  *
1425  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1426  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1427  */
1428 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1429 {
1430         return __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL);
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1433
1434 /**
1435  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1436  *      @size:          allocation size
1437  *
1438  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1439  * mapped to userspace without leaking data.
1440  */
1441 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1442 {
1443         struct vm_struct *area;
1444         void *ret;
1445
1446         ret = __vmalloc(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL);
1447         if (ret) {
1448                 area = find_vm_area(ret);
1449                 area->flags |= VM_USERMAP;
1450         }
1451         return ret;
1452 }
1453 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1454
1455 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1456 {
1457         struct vm_struct *tmp;
1458         char *vaddr, *buf_start = buf;
1459         unsigned long n;
1460
1461         /* Don't allow overflow */
1462         if ((unsigned long) addr + count < count)
1463                 count = -(unsigned long) addr;
1464
1465         read_lock(&vmlist_lock);
1466         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1467                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1468                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1469                         continue;
1470                 while (addr < vaddr) {
1471                         if (count == 0)
1472                                 goto finished;
1473                         *buf = '\0';
1474                         buf++;
1475                         addr++;
1476                         count--;
1477                 }
1478                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1479                 do {
1480                         if (count == 0)
1481                                 goto finished;
1482                         *buf = *addr;
1483                         buf++;
1484                         addr++;
1485                         count--;
1486                 } while (--n > 0);
1487         }
1488 finished:
1489         read_unlock(&vmlist_lock);
1490         return buf - buf_start;
1491 }
1492
1493 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1494 {
1495         struct vm_struct *tmp;
1496         char *vaddr, *buf_start = buf;
1497         unsigned long n;
1498
1499         /* Don't allow overflow */
1500         if ((unsigned long) addr + count < count)
1501                 count = -(unsigned long) addr;
1502
1503         read_lock(&vmlist_lock);
1504         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1505                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1506                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1507                         continue;
1508                 while (addr < vaddr) {
1509                         if (count == 0)
1510                                 goto finished;
1511                         buf++;
1512                         addr++;
1513                         count--;
1514                 }
1515                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1516                 do {
1517                         if (count == 0)
1518                                 goto finished;
1519                         *addr = *buf;
1520                         buf++;
1521                         addr++;
1522                         count--;
1523                 } while (--n > 0);
1524         }
1525 finished:
1526         read_unlock(&vmlist_lock);
1527         return buf - buf_start;
1528 }
1529
1530 /**
1531  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1532  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1533  *      @addr:          vmalloc memory
1534  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1535  *
1536  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1537  *
1538  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1539  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1540  *      that criteria isn't met.
1541  *
1542  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1543  */
1544 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1545                                                 unsigned long pgoff)
1546 {
1547         struct vm_struct *area;
1548         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1549         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1550
1551         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1552                 return -EINVAL;
1553
1554         area = find_vm_area(addr);
1555         if (!area)
1556                 return -EINVAL;
1557
1558         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1559                 return -EINVAL;
1560
1561         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1562                 return -EINVAL;
1563
1564         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1565         do {
1566                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1567                 int ret;
1568
1569                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1570                 if (ret)
1571                         return ret;
1572
1573                 uaddr += PAGE_SIZE;
1574                 addr += PAGE_SIZE;
1575                 usize -= PAGE_SIZE;
1576         } while (usize > 0);
1577
1578         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1579         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1580
1581         return 0;
1582 }
1583 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1584
1585 /*
1586  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1587  * have one.
1588  */
1589 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1590 {
1591 }
1592
1593
1594 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1595 {
1596         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 /**
1601  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1602  *      @size:          size of the area
1603  *
1604  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1605  *
1606  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1607  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1608  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1609  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1610  *      processes.
1611  */
1612 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1613 {
1614         struct vm_struct *area;
1615
1616         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1617                                 __builtin_return_address(0));
1618         if (area == NULL)
1619                 return NULL;
1620
1621         /*
1622          * This ensures that page tables are constructed for this region
1623          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1624          */
1625         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1626                                 area->size, f, NULL)) {
1627                 free_vm_area(area);
1628                 return NULL;
1629         }
1630
1631         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1632            mappings */
1633         vmalloc_sync_all();
1634
1635         return area;
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1638
1639 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1640 {
1641         struct vm_struct *ret;
1642         ret = remove_vm_area(area->addr);
1643         BUG_ON(ret != area);
1644         kfree(area);
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1647
1648
1649 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1650 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1651 {
1652         loff_t n = *pos;
1653         struct vm_struct *v;
1654
1655         read_lock(&vmlist_lock);
1656         v = vmlist;
1657         while (n > 0 && v) {
1658                 n--;
1659                 v = v->next;
1660         }
1661         if (!n)
1662                 return v;
1663
1664         return NULL;
1665
1666 }
1667
1668 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1669 {
1670         struct vm_struct *v = p;
1671
1672         ++*pos;
1673         return v->next;
1674 }
1675
1676 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1677 {
1678         read_unlock(&vmlist_lock);
1679 }
1680
1681 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1682 {
1683         if (NUMA_BUILD) {
1684                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1685
1686                 if (!counters)
1687                         return;
1688
1689                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1690
1691                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1692                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1693
1694                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1695                         if (counters[nr])
1696                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1697         }
1698 }
1699
1700 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1701 {
1702         struct vm_struct *v = p;
1703
1704         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1705                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1706
1707         if (v->caller) {
1708                 char buff[2 * KSYM_NAME_LEN];
1709
1710                 seq_putc(m, ' ');
1711                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1712                 seq_puts(m, buff);
1713         }
1714
1715         if (v->nr_pages)
1716                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1717
1718         if (v->phys_addr)
1719                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1720
1721         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1722                 seq_printf(m, " ioremap");
1723
1724         if (v->flags & VM_ALLOC)
1725                 seq_printf(m, " vmalloc");
1726
1727         if (v->flags & VM_MAP)
1728                 seq_printf(m, " vmap");
1729
1730         if (v->flags & VM_USERMAP)
1731                 seq_printf(m, " user");
1732
1733         if (v->flags & VM_VPAGES)
1734                 seq_printf(m, " vpages");
1735
1736         show_numa_info(m, v);
1737         seq_putc(m, '\n');
1738         return 0;
1739 }
1740
1741 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1742         .start = s_start,
1743         .next = s_next,
1744         .stop = s_stop,
1745         .show = s_show,
1746 };
1747
1748 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1749 {
1750         unsigned int *ptr = NULL;
1751         int ret;
1752
1753         if (NUMA_BUILD)
1754                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1755         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1756         if (!ret) {
1757                 struct seq_file *m = file->private_data;
1758                 m->private = ptr;
1759         } else
1760                 kfree(ptr);
1761         return ret;
1762 }
1763
1764 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1765         .open           = vmalloc_open,
1766         .read           = seq_read,
1767         .llseek         = seq_lseek,
1768         .release        = seq_release_private,
1769 };
1770
1771 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1772 {
1773         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1774         return 0;
1775 }
1776 module_init(proc_vmalloc_init);
1777 #endif
1778