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/debugobjects.h>
  22 #include <linux/kallsyms.h>
  23 #include <linux/list.h>
  24 #include <linux/notifier.h>
  25 #include <linux/rbtree.h>
  26 #include <linux/radix-tree.h>
  27 #include <linux/rcupdate.h>
  28 #include <linux/pfn.h>
  29 #include <linux/kmemleak.h>
  30 #include <linux/atomic.h>
  31 #include <linux/compiler.h>
  32 #include <linux/llist.h>
  33 #include <linux/bitops.h>
  34
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <asm/tlbflush.h>
  37 #include <asm/shmparam.h>
  38
  39 #include "internal.h"
  40
  41 struct vfree_deferred {
  42         struct llist_head list;
  43         struct work_struct wq;
  44 };
  45 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
  46
  47 static void __vunmap(const void *, int);
  48
  49 static void free_work(struct work_struct *w)
  50 {
  51         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
  52         struct llist_node *t, *llnode;
  53
  54         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
  55                 __vunmap((void *)llnode, 1);
  56 }
  57
  58 /*** Page table manipulation functions ***/
  59
  60 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
  61 {
  62         pte_t *pte;
  63
  64         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
  65         do {
  66                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
  67                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
  68         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  69 }
  70
  71 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
  72 {
  73         pmd_t *pmd;
  74         unsigned long next;
  75
  76         pmd = pmd_offset(pud, addr);
  77         do {
  78                 next = pmd_addr_end(addr, end);
  79                 if (pmd_clear_huge(pmd))
  80                         continue;
  81                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
  82                         continue;
  83                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
  84         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
  85 }
  86
  87 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end)
  88 {
  89         pud_t *pud;
  90         unsigned long next;
  91
  92         pud = pud_offset(p4d, addr);
  93         do {
  94                 next = pud_addr_end(addr, end);
  95                 if (pud_clear_huge(pud))
  96                         continue;
  97                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
  98                         continue;
  99                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
 100         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 101 }
 102
 103 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
 104 {
 105         p4d_t *p4d;
 106         unsigned long next;
 107
 108         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 109         do {
 110                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 111                 if (p4d_clear_huge(p4d))
 112                         continue;
 113                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
 114                         continue;
 115                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next);
 116         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 117 }
 118
 119 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
 120 {
 121         pgd_t *pgd;
 122         unsigned long next;
 123
 124         BUG_ON(addr >= end);
 125         pgd = pgd_offset_k(addr);
 126         do {
 127                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 128                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 129                         continue;
 130                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next);
 131         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 132 }
 133
 134 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 135                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 136 {
 137         pte_t *pte;
 138
 139         /*
 140          * nr is a running index into the array which helps higher level
 141          * callers keep track of where we're up to.
 142          */
 143
 144         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
 145         if (!pte)
 146                 return -ENOMEM;
 147         do {
 148                 struct page *page = pages[*nr];
 149
 150                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
 151                         return -EBUSY;
 152                 if (WARN_ON(!page))
 153                         return -ENOMEM;
 154                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 155                 (*nr)++;
 156         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
 161                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 162 {
 163         pmd_t *pmd;
 164         unsigned long next;
 165
 166         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
 167         if (!pmd)
 168                 return -ENOMEM;
 169         do {
 170                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 171                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
 172                         return -ENOMEM;
 173         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
 178                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 179 {
 180         pud_t *pud;
 181         unsigned long next;
 182
 183         pud = pud_alloc(&init_mm, p4d, addr);
 184         if (!pud)
 185                 return -ENOMEM;
 186         do {
 187                 next = pud_addr_end(addr, end);
 188                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
 189                         return -ENOMEM;
 190         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 195                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 196 {
 197         p4d_t *p4d;
 198         unsigned long next;
 199
 200         p4d = p4d_alloc(&init_mm, pgd, addr);
 201         if (!p4d)
 202                 return -ENOMEM;
 203         do {
 204                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 205                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr))
 206                         return -ENOMEM;
 207         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
 213  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
 214  *
 215  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
 216  */
 217 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
 218                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
 219 {
 220         pgd_t *pgd;
 221         unsigned long next;
 222         unsigned long addr = start;
 223         int err = 0;
 224         int nr = 0;
 225
 226         BUG_ON(addr >= end);
 227         pgd = pgd_offset_k(addr);
 228         do {
 229                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 230                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
 231                 if (err)
 232                         return err;
 233         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 234
 235         return nr;
 236 }
 237
 238 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
 239                            pgprot_t prot, struct page **pages)
 240 {
 241         int ret;
 242
 243         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
 244         flush_cache_vmap(start, end);
 245         return ret;
 246 }
 247
 248 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
 249 {
 250         /*
 251          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
 252          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
 253          * just put it in the vmalloc space.
 254          */
 255 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
 256         unsigned long addr = (unsigned long)x;
 257         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
 258                 return 1;
 259 #endif
 260         return is_vmalloc_addr(x);
 261 }
 262
 263 /*
 264  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
 265  */
 266 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
 267 {
 268         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
 269         struct page *page = NULL;
 270         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 271         p4d_t *p4d;
 272         pud_t *pud;
 273         pmd_t *pmd;
 274         pte_t *ptep, pte;
 275
 276         /*
 277          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
 278          * architectures that do not vmalloc module space
 279          */
 280         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
 281
 282         if (pgd_none(*pgd))
 283                 return NULL;
 284         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 285         if (p4d_none(*p4d))
 286                 return NULL;
 287         pud = pud_offset(p4d, addr);
 288
 289         /*
 290          * Don't dereference bad PUD or PMD (below) entries. This will also
 291          * identify huge mappings, which we may encounter on architectures
 292          * that define CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP=y. Such regions will be
 293          * identified as vmalloc addresses by is_vmalloc_addr(), but are
 294          * not [unambiguously] associated with a struct page, so there is
 295          * no correct value to return for them.
 296          */
 297         WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud));
 298         if (pud_none(*pud) || pud_bad(*pud))
 299                 return NULL;
 300         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 301         WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd));
 302         if (pmd_none(*pmd) || pmd_bad(*pmd))
 303                 return NULL;
 304
 305         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 306         pte = *ptep;
 307         if (pte_present(pte))
 308                 page = pte_page(pte);
 309         pte_unmap(ptep);
 310         return page;
 311 }
 312 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
 313
 314 /*
 315  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
 316  */
 317 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
 318 {
 319         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
 320 }
 321 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
 322
 323
 324 /*** Global kva allocator ***/
 325
 326 #define VM_LAZY_FREE    0x02
 327 #define VM_VM_AREA      0x04
 328
 329 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
 330 /* Export for kexec only */
 331 LIST_HEAD(vmap_area_list);
 332 static LLIST_HEAD(vmap_purge_list);
 333 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
 334
 335 /* The vmap cache globals are protected by vmap_area_lock */
 336 static struct rb_node *free_vmap_cache;
 337 static unsigned long cached_hole_size;
 338 static unsigned long cached_vstart;
 339 static unsigned long cached_align;
 340
 341 static unsigned long vmap_area_pcpu_hole;
 342
 343 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
 344 {
 345         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 346
 347         while (n) {
 348                 struct vmap_area *va;
 349
 350                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 351                 if (addr < va->va_start)
 352                         n = n->rb_left;
 353                 else if (addr >= va->va_end)
 354                         n = n->rb_right;
 355                 else
 356                         return va;
 357         }
 358
 359         return NULL;
 360 }
 361
 362 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
 363 {
 364         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
 365         struct rb_node *parent = NULL;
 366         struct rb_node *tmp;
 367
 368         while (*p) {
 369                 struct vmap_area *tmp_va;
 370
 371                 parent = *p;
 372                 tmp_va = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
 373                 if (va->va_start < tmp_va->va_end)
 374                         p = &(*p)->rb_left;
 375                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start)
 376                         p = &(*p)->rb_right;
 377                 else
 378                         BUG();
 379         }
 380
 381         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
 382         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
 383
 384         /* address-sort this list */
 385         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
 386         if (tmp) {
 387                 struct vmap_area *prev;
 388                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
 389                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
 390         } else
 391                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
 392 }
 393
 394 static void purge_vmap_area_lazy(void);
 395
 396 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
 397
 398 /*
 399  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
 400  * vstart and vend.
 401  */
 402 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
 403                                 unsigned long align,
 404                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
 405                                 int node, gfp_t gfp_mask)
 406 {
 407         struct vmap_area *va;
 408         struct rb_node *n;
 409         unsigned long addr;
 410         int purged = 0;
 411         struct vmap_area *first;
 412
 413         BUG_ON(!size);
 414         BUG_ON(offset_in_page(size));
 415         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
 416
 417         might_sleep();
 418
 419         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
 420                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
 421         if (unlikely(!va))
 422                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 423
 424         /*
 425          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
 426          * to avoid false negatives.
 427          */
 428         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK);
 429
 430 retry:
 431         spin_lock(&vmap_area_lock);
 432         /*
 433          * Invalidate cache if we have more permissive parameters.
 434          * cached_hole_size notes the largest hole noticed _below_
 435          * the vmap_area cached in free_vmap_cache: if size fits
 436          * into that hole, we want to scan from vstart to reuse
 437          * the hole instead of allocating above free_vmap_cache.
 438          * Note that __free_vmap_area may update free_vmap_cache
 439          * without updating cached_hole_size or cached_align.
 440          */
 441         if (!free_vmap_cache ||
 442                         size < cached_hole_size ||
 443                         vstart < cached_vstart ||
 444                         align < cached_align) {
 445 nocache:
 446                 cached_hole_size = 0;
 447                 free_vmap_cache = NULL;
 448         }
 449         /* record if we encounter less permissive parameters */
 450         cached_vstart = vstart;
 451         cached_align = align;
 452
 453         /* find starting point for our search */
 454         if (free_vmap_cache) {
 455                 first = rb_entry(free_vmap_cache, struct vmap_area, rb_node);
 456                 addr = ALIGN(first->va_end, align);
 457                 if (addr < vstart)
 458                         goto nocache;
 459                 if (addr + size < addr)
 460                         goto overflow;
 461
 462         } else {
 463                 addr = ALIGN(vstart, align);
 464                 if (addr + size < addr)
 465                         goto overflow;
 466
 467                 n = vmap_area_root.rb_node;
 468                 first = NULL;
 469
 470                 while (n) {
 471                         struct vmap_area *tmp;
 472                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 473                         if (tmp->va_end >= addr) {
 474                                 first = tmp;
 475                                 if (tmp->va_start <= addr)
 476                                         break;
 477                                 n = n->rb_left;
 478                         } else
 479                                 n = n->rb_right;
 480                 }
 481
 482                 if (!first)
 483                         goto found;
 484         }
 485
 486         /* from the starting point, walk areas until a suitable hole is found */
 487         while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
 488                 if (addr + cached_hole_size < first->va_start)
 489                         cached_hole_size = first->va_start - addr;
 490                 addr = ALIGN(first->va_end, align);
 491                 if (addr + size < addr)
 492                         goto overflow;
 493
 494                 if (list_is_last(&first->list, &vmap_area_list))
 495                         goto found;
 496
 497                 first = list_next_entry(first, list);
 498         }
 499
 500 found:
 501         if (addr + size > vend)
 502                 goto overflow;
 503
 504         va->va_start = addr;
 505         va->va_end = addr + size;
 506         va->flags = 0;
 507         __insert_vmap_area(va);
 508         free_vmap_cache = &va->rb_node;
 509         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 510
 511         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
 512         BUG_ON(va->va_start < vstart);
 513         BUG_ON(va->va_end > vend);
 514
 515         return va;
 516
 517 overflow:
 518         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 519         if (!purged) {
 520                 purge_vmap_area_lazy();
 521                 purged = 1;
 522                 goto retry;
 523         }
 524
 525         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
 526                 unsigned long freed = 0;
 527                 blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
 528                 if (freed > 0) {
 529                         purged = 0;
 530                         goto retry;
 531                 }
 532         }
 533
 534         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
 535                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
 536                         size);
 537         kfree(va);
 538         return ERR_PTR(-EBUSY);
 539 }
 540
 541 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
 542 {
 543         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
 544 }
 545 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
 546
 547 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
 548 {
 549         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
 550 }
 551 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
 552
 553 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
 554 {
 555         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
 556
 557         if (free_vmap_cache) {
 558                 if (va->va_end < cached_vstart) {
 559                         free_vmap_cache = NULL;
 560                 } else {
 561                         struct vmap_area *cache;
 562                         cache = rb_entry(free_vmap_cache, struct vmap_area, rb_node);
 563                         if (va->va_start <= cache->va_start) {
 564                                 free_vmap_cache = rb_prev(&va->rb_node);
 565                                 /*
 566                                  * We don't try to update cached_hole_size or
 567                                  * cached_align, but it won't go very wrong.
 568                                  */
 569                         }
 570                 }
 571         }
 572         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
 573         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
 574         list_del_rcu(&va->list);
 575
 576         /*
 577          * Track the highest possible candidate for pcpu area
 578          * allocation.  Areas outside of vmalloc area can be returned
 579          * here too, consider only end addresses which fall inside
 580          * vmalloc area proper.
 581          */
 582         if (va->va_end > VMALLOC_START && va->va_end <= VMALLOC_END)
 583                 vmap_area_pcpu_hole = max(vmap_area_pcpu_hole, va->va_end);
 584
 585         kfree_rcu(va, rcu_head);
 586 }
 587
 588 /*
 589  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
 590  */
 591 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
 592 {
 593         spin_lock(&vmap_area_lock);
 594         __free_vmap_area(va);
 595         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 596 }
 597
 598 /*
 599  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
 600  */
 601 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
 602 {
 603         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
 604 }
 605
 606 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
 607 {
 608         /*
 609          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if pagealloc
 610          * debugging is enabled.  This catches use after free bugs similarly to
 611          * those in linear kernel virtual address space after a page has been
 612          * freed.
 613          *
 614          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to minimise
 615          * intrusiveness of this debugging feature.
 616          *
 617          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address debugging
 618          * doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot faster).
 619          */
 620         if (debug_pagealloc_enabled()) {
 621                 vunmap_page_range(start, end);
 622                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
 623         }
 624 }
 625
 626 /*
 627  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
 628  * before attempting to purge with a TLB flush.
 629  *
 630  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
 631  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
 632  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
 633  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
 634  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
 635  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
 636  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
 637  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
 638  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
 639  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
 640  * becomes a problem on bigger systems.
 641  */
 642 static unsigned long lazy_max_pages(void)
 643 {
 644         unsigned int log;
 645
 646         log = fls(num_online_cpus());
 647
 648         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
 649 }
 650
 651 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
 652
 653 /*
 654  * Serialize vmap purging.  There is no actual criticial section protected
 655  * by this look, but we want to avoid concurrent calls for performance
 656  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
 657  */
 658 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
 659
 660 /* for per-CPU blocks */
 661 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
 662
 663 /*
 664  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
 665  * immediately freed.
 666  */
 667 void set_iounmap_nonlazy(void)
 668 {
 669         atomic_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Purges all lazily-freed vmap areas.
 674  */
 675 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
 676 {
 677         struct llist_node *valist;
 678         struct vmap_area *va;
 679         struct vmap_area *n_va;
 680         bool do_free = false;
 681
 682         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
 683
 684         valist = llist_del_all(&vmap_purge_list);
 685         llist_for_each_entry(va, valist, purge_list) {
 686                 if (va->va_start < start)
 687                         start = va->va_start;
 688                 if (va->va_end > end)
 689                         end = va->va_end;
 690                 do_free = true;
 691         }
 692
 693         if (!do_free)
 694                 return false;
 695
 696         flush_tlb_kernel_range(start, end);
 697
 698         spin_lock(&vmap_area_lock);
 699         llist_for_each_entry_safe(va, n_va, valist, purge_list) {
 700                 int nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
 701
 702                 __free_vmap_area(va);
 703                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
 704                 cond_resched_lock(&vmap_area_lock);
 705         }
 706         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 707         return true;
 708 }
 709
 710 /*
 711  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
 712  * is already purging.
 713  */
 714 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
 715 {
 716         if (mutex_trylock(&vmap_purge_lock)) {
 717                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
 718                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
 719         }
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
 724  */
 725 static void purge_vmap_area_lazy(void)
 726 {
 727         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
 728         purge_fragmented_blocks_allcpus();
 729         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
 730         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
 731 }
 732
 733 /*
 734  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
 735  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
 736  * previously.
 737  */
 738 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
 739 {
 740         int nr_lazy;
 741
 742         nr_lazy = atomic_add_return((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT,
 743                                     &vmap_lazy_nr);
 744
 745         /* After this point, we may free va at any time */
 746         llist_add(&va->purge_list, &vmap_purge_list);
 747
 748         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
 749                 try_purge_vmap_area_lazy();
 750 }
 751
 752 /*
 753  * Free and unmap a vmap area
 754  */
 755 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
 756 {
 757         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
 758         unmap_vmap_area(va);
 759         free_vmap_area_noflush(va);
 760 }
 761
 762 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
 763 {
 764         struct vmap_area *va;
 765
 766         spin_lock(&vmap_area_lock);
 767         va = __find_vmap_area(addr);
 768         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 769
 770         return va;
 771 }
 772
 773 /*** Per cpu kva allocator ***/
 774
 775 /*
 776  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
 777  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
 778  */
 779 /*
 780  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
 781  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
 782  * instead (we just need a rough idea)
 783  */
 784 #if BITS_PER_LONG == 32
 785 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
 786 #else
 787 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
 788 #endif
 789
 790 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
 791 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
 792 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
 793 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
 794 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
 795 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
 796 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
 797                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
 798                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
 799                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
 800
 801 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
 802
 803 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
 804
 805 struct vmap_block_queue {
 806         spinlock_t lock;
 807         struct list_head free;
 808 };
 809
 810 struct vmap_block {
 811         spinlock_t lock;
 812         struct vmap_area *va;
 813         unsigned long free, dirty;
 814         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
 815         struct list_head free_list;
 816         struct rcu_head rcu_head;
 817         struct list_head purge;
 818 };
 819
 820 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
 821 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
 822
 823 /*
 824  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
 825  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
 826  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
 827  */
 828 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
 829 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
 830
 831 /*
 832  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
 833  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
 834  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
 835  * big problem.
 836  */
 837
 838 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
 839 {
 840         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
 841         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
 842         return addr;
 843 }
 844
 845 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
 846 {
 847         unsigned long addr;
 848
 849         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
 850         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
 851         return (void *)addr;
 852 }
 853
 854 /**
 855  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
 856  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
 857  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
 858  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
 859  *
 860  * Returns: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
 861  */
 862 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
 863 {
 864         struct vmap_block_queue *vbq;
 865         struct vmap_block *vb;
 866         struct vmap_area *va;
 867         unsigned long vb_idx;
 868         int node, err;
 869         void *vaddr;
 870
 871         node = numa_node_id();
 872
 873         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
 874                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
 875         if (unlikely(!vb))
 876                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 877
 878         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
 879                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 880                                         node, gfp_mask);
 881         if (IS_ERR(va)) {
 882                 kfree(vb);
 883                 return ERR_CAST(va);
 884         }
 885
 886         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
 887         if (unlikely(err)) {
 888                 kfree(vb);
 889                 free_vmap_area(va);
 890                 return ERR_PTR(err);
 891         }
 892
 893         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
 894         spin_lock_init(&vb->lock);
 895         vb->va = va;
 896         /* At least something should be left free */
 897         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
 898         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
 899         vb->dirty = 0;
 900         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
 901         vb->dirty_max = 0;
 902         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
 903
 904         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
 905         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
 906         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
 907         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
 908         BUG_ON(err);
 909         radix_tree_preload_end();
 910
 911         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
 912         spin_lock(&vbq->lock);
 913         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
 914         spin_unlock(&vbq->lock);
 915         put_cpu_var(vmap_block_queue);
 916
 917         return vaddr;
 918 }
 919
 920 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
 921 {
 922         struct vmap_block *tmp;
 923         unsigned long vb_idx;
 924
 925         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
 926         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
 927         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
 928         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
 929         BUG_ON(tmp != vb);
 930
 931         free_vmap_area_noflush(vb->va);
 932         kfree_rcu(vb, rcu_head);
 933 }
 934
 935 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
 936 {
 937         LIST_HEAD(purge);
 938         struct vmap_block *vb;
 939         struct vmap_block *n_vb;
 940         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
 941
 942         rcu_read_lock();
 943         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
 944
 945                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
 946                         continue;
 947
 948                 spin_lock(&vb->lock);
 949                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
 950                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
 951                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
 952                         vb->dirty_min = 0;
 953                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
 954                         spin_lock(&vbq->lock);
 955                         list_del_rcu(&vb->free_list);
 956                         spin_unlock(&vbq->lock);
 957                         spin_unlock(&vb->lock);
 958                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
 959                 } else
 960                         spin_unlock(&vb->lock);
 961         }
 962         rcu_read_unlock();
 963
 964         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
 965                 list_del(&vb->purge);
 966                 free_vmap_block(vb);
 967         }
 968 }
 969
 970 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
 971 {
 972         int cpu;
 973
 974         for_each_possible_cpu(cpu)
 975                 purge_fragmented_blocks(cpu);
 976 }
 977
 978 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
 979 {
 980         struct vmap_block_queue *vbq;
 981         struct vmap_block *vb;
 982         void *vaddr = NULL;
 983         unsigned int order;
 984
 985         BUG_ON(offset_in_page(size));
 986         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
 987         if (WARN_ON(size == 0)) {
 988                 /*
 989                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
 990                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
 991                  * early.
 992                  */
 993                 return NULL;
 994         }
 995         order = get_order(size);
 996
 997         rcu_read_lock();
 998         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
 999         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1000                 unsigned long pages_off;
1001
1002                 spin_lock(&vb->lock);
1003                 if (vb->free < (1UL << order)) {
1004                         spin_unlock(&vb->lock);
1005                         continue;
1006                 }
1007
1008                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
1009                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
1010                 vb->free -= 1UL << order;
1011                 if (vb->free == 0) {
1012                         spin_lock(&vbq->lock);
1013                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1014                         spin_unlock(&vbq->lock);
1015                 }
1016
1017                 spin_unlock(&vb->lock);
1018                 break;
1019         }
1020
1021         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1022         rcu_read_unlock();
1023
1024         /* Allocate new block if nothing was found */
1025         if (!vaddr)
1026                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
1027
1028         return vaddr;
1029 }
1030
1031 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
1032 {
1033         unsigned long offset;
1034         unsigned long vb_idx;
1035         unsigned int order;
1036         struct vmap_block *vb;
1037
1038         BUG_ON(offset_in_page(size));
1039         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1040
1041         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1042
1043         order = get_order(size);
1044
1045         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
1046         offset >>= PAGE_SHIFT;
1047
1048         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
1049         rcu_read_lock();
1050         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
1051         rcu_read_unlock();
1052         BUG_ON(!vb);
1053
1054         vunmap_page_range((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1055
1056         spin_lock(&vb->lock);
1057
1058         /* Expand dirty range */
1059         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
1060         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
1061
1062         vb->dirty += 1UL << order;
1063         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
1064                 BUG_ON(vb->free);
1065                 spin_unlock(&vb->lock);
1066                 free_vmap_block(vb);
1067         } else
1068                 spin_unlock(&vb->lock);
1069 }
1070
1071 /**
1072  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
1073  *
1074  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
1075  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
1076  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
1077  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
1078  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
1079  *
1080  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
1081  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
1082  * from the vmap layer.
1083  */
1084 void vm_unmap_aliases(void)
1085 {
1086         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1087         int cpu;
1088         int flush = 0;
1089
1090         if (unlikely(!vmap_initialized))
1091                 return;
1092
1093         might_sleep();
1094
1095         for_each_possible_cpu(cpu) {
1096                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1097                 struct vmap_block *vb;
1098
1099                 rcu_read_lock();
1100                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1101                         spin_lock(&vb->lock);
1102                         if (vb->dirty) {
1103                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
1104                                 unsigned long s, e;
1105
1106                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
1107                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
1108
1109                                 start = min(s, start);
1110                                 end   = max(e, end);
1111
1112                                 flush = 1;
1113                         }
1114                         spin_unlock(&vb->lock);
1115                 }
1116                 rcu_read_unlock();
1117         }
1118
1119         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1120         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1121         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
1122                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
1123         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
1126
1127 /**
1128  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
1129  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
1130  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
1131  */
1132 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
1133 {
1134         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1135         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
1136         struct vmap_area *va;
1137
1138         might_sleep();
1139         BUG_ON(!addr);
1140         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
1141         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
1142         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
1143
1144         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
1145         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
1146
1147         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1148                 vb_free(mem, size);
1149                 return;
1150         }
1151
1152         va = find_vmap_area(addr);
1153         BUG_ON(!va);
1154         free_unmap_vmap_area(va);
1155 }
1156 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
1157
1158 /**
1159  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
1160  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
1161  * @count: number of pages
1162  * @node: prefer to allocate data structures on this node
1163  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
1164  *
1165  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
1166  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
1167  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
1168  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
1169  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
1170  *
1171  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
1172  */
1173 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
1174 {
1175         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1176         unsigned long addr;
1177         void *mem;
1178
1179         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1180                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
1181                 if (IS_ERR(mem))
1182                         return NULL;
1183                 addr = (unsigned long)mem;
1184         } else {
1185                 struct vmap_area *va;
1186                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
1187                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
1188                 if (IS_ERR(va))
1189                         return NULL;
1190
1191                 addr = va->va_start;
1192                 mem = (void *)addr;
1193         }
1194         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
1195                 vm_unmap_ram(mem, count);
1196                 return NULL;
1197         }
1198         return mem;
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1201
1202 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
1203 /**
1204  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
1205  * @vm: vm_struct to add
1206  *
1207  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
1208  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
1209  * should contain proper values and the other fields should be zero.
1210  *
1211  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1212  */
1213 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
1214 {
1215         struct vm_struct *tmp, **p;
1216
1217         BUG_ON(vmap_initialized);
1218         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1219                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
1220                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
1221                         break;
1222                 } else
1223                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
1224         }
1225         vm->next = *p;
1226         *p = vm;
1227 }
1228
1229 /**
1230  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1231  * @vm: vm_struct to register
1232  * @align: requested alignment
1233  *
1234  * This function is used to register kernel vm area before
1235  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1236  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1237  * vm->addr contains the allocated address.
1238  *
1239  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1240  */
1241 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1242 {
1243         static size_t vm_init_off __initdata;
1244         unsigned long addr;
1245
1246         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1247         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1248
1249         vm->addr = (void *)addr;
1250
1251         vm_area_add_early(vm);
1252 }
1253
1254 void __init vmalloc_init(void)
1255 {
1256         struct vmap_area *va;
1257         struct vm_struct *tmp;
1258         int i;
1259
1260         for_each_possible_cpu(i) {
1261                 struct vmap_block_queue *vbq;
1262                 struct vfree_deferred *p;
1263
1264                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1265                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1266                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1267                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
1268                 init_llist_head(&p->list);
1269                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
1270         }
1271
1272         /* Import existing vmlist entries. */
1273         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1274                 va = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_NOWAIT);
1275                 va->flags = VM_VM_AREA;
1276                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1277                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1278                 va->vm = tmp;
1279                 __insert_vmap_area(va);
1280         }
1281
1282         vmap_area_pcpu_hole = VMALLOC_END;
1283
1284         vmap_initialized = true;
1285 }
1286
1287 /**
1288  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1289  * @addr: start of the VM area to map
1290  * @size: size of the VM area to map
1291  * @prot: page protection flags to use
1292  * @pages: pages to map
1293  *
1294  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1295  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1296  * friends.
1297  *
1298  * NOTE:
1299  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1300  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1301  * before calling this function.
1302  *
1303  * RETURNS:
1304  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1305  */
1306 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1307                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1308 {
1309         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1310 }
1311
1312 /**
1313  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1314  * @addr: start of the VM area to unmap
1315  * @size: size of the VM area to unmap
1316  *
1317  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1318  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1319  * friends.
1320  *
1321  * NOTE:
1322  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1323  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1324  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1325  */
1326 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1327 {
1328         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1329 }
1330 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range_noflush);
1331
1332 /**
1333  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1334  * @addr: start of the VM area to unmap
1335  * @size: size of the VM area to unmap
1336  *
1337  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1338  * the unmapping and tlb after.
1339  */
1340 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1341 {
1342         unsigned long end = addr + size;
1343
1344         flush_cache_vunmap(addr, end);
1345         vunmap_page_range(addr, end);
1346         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1347 }
1348 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range);
1349
1350 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page **pages)
1351 {
1352         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1353         unsigned long end = addr + get_vm_area_size(area);
1354         int err;
1355
1356         err = vmap_page_range(addr, end, prot, pages);
1357
1358         return err > 0 ? 0 : err;
1359 }
1360 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1361
1362 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
1363                               unsigned long flags, const void *caller)
1364 {
1365         spin_lock(&vmap_area_lock);
1366         vm->flags = flags;
1367         vm->addr = (void *)va->va_start;
1368         vm->size = va->va_end - va->va_start;
1369         vm->caller = caller;
1370         va->vm = vm;
1371         va->flags |= VM_VM_AREA;
1372         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1373 }
1374
1375 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
1376 {
1377         /*
1378          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
1379          * we should make sure that vm has proper values.
1380          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
1381          */
1382         smp_wmb();
1383         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
1384 }
1385
1386 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1387                 unsigned long align, unsigned long flags, unsigned long start,
1388                 unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask, const void *caller)
1389 {
1390         struct vmap_area *va;
1391         struct vm_struct *area;
1392
1393         BUG_ON(in_interrupt());
1394         size = PAGE_ALIGN(size);
1395         if (unlikely(!size))
1396                 return NULL;
1397
1398         if (flags & VM_IOREMAP)
1399                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
1400                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
1401
1402         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1403         if (unlikely(!area))
1404                 return NULL;
1405
1406         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
1407                 size += PAGE_SIZE;
1408
1409         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1410         if (IS_ERR(va)) {
1411                 kfree(area);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
1416
1417         return area;
1418 }
1419
1420 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1421                                 unsigned long start, unsigned long end)
1422 {
1423         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
1424                                   GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1425 }
1426 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1427
1428 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1429                                        unsigned long start, unsigned long end,
1430                                        const void *caller)
1431 {
1432         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
1433                                   GFP_KERNEL, caller);
1434 }
1435
1436 /**
1437  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1438  *      @size:          size of the area
1439  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1440  *
1441  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1442  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1443  *      on success or %NULL on failure.
1444  */
1445 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1446 {
1447         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1448                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
1449                                   __builtin_return_address(0));
1450 }
1451
1452 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1453                                 const void *caller)
1454 {
1455         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1456                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
1457 }
1458
1459 /**
1460  *      find_vm_area  -  find a continuous kernel virtual area
1461  *      @addr:          base address
1462  *
1463  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
1464  *      It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
1465  *      pointer valid.
1466  */
1467 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1468 {
1469         struct vmap_area *va;
1470
1471         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1472         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1473                 return va->vm;
1474
1475         return NULL;
1476 }
1477
1478 /**
1479  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1480  *      @addr:          base address
1481  *
1482  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1483  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1484  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1485  */
1486 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1487 {
1488         struct vmap_area *va;
1489
1490         might_sleep();
1491
1492         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1493         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1494                 struct vm_struct *vm = va->vm;
1495
1496                 spin_lock(&vmap_area_lock);
1497                 va->vm = NULL;
1498                 va->flags &= ~VM_VM_AREA;
1499                 va->flags |= VM_LAZY_FREE;
1500                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
1501
1502                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1503                 kasan_free_shadow(vm);
1504                 free_unmap_vmap_area(va);
1505
1506                 return vm;
1507         }
1508         return NULL;
1509 }
1510
1511 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1512 {
1513         struct vm_struct *area;
1514
1515         if (!addr)
1516                 return;
1517
1518         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
1519                         addr))
1520                 return;
1521
1522         area = remove_vm_area(addr);
1523         if (unlikely(!area)) {
1524                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1525                                 addr);
1526                 return;
1527         }
1528
1529         debug_check_no_locks_freed(addr, get_vm_area_size(area));
1530         debug_check_no_obj_freed(addr, get_vm_area_size(area));
1531
1532         if (deallocate_pages) {
1533                 int i;
1534
1535                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1536                         struct page *page = area->pages[i];
1537
1538                         BUG_ON(!page);
1539                         __free_pages(page, 0);
1540                 }
1541
1542                 kvfree(area->pages);
1543         }
1544
1545         kfree(area);
1546         return;
1547 }
1548
1549 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
1550 {
1551         /*
1552          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
1553          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
1554          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
1555          * nother cpu's list.  schedule_work() should be fine with this too.
1556          */
1557         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
1558
1559         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
1560                 schedule_work(&p->wq);
1561 }
1562
1563 /**
1564  *      vfree_atomic  -  release memory allocated by vmalloc()
1565  *      @addr:          memory base address
1566  *
1567  *      This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
1568  *      except NMIs.
1569  */
1570 void vfree_atomic(const void *addr)
1571 {
1572         BUG_ON(in_nmi());
1573
1574         kmemleak_free(addr);
1575
1576         if (!addr)
1577                 return;
1578         __vfree_deferred(addr);
1579 }
1580
1581 /**
1582  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1583  *      @addr:          memory base address
1584  *
1585  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1586  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1587  *      NULL, no operation is performed.
1588  *
1589  *      Must not be called in NMI context (strictly speaking, only if we don't
1590  *      have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
1591  *      conventions for vfree() arch-depenedent would be a really bad idea)
1592  *
1593  *      NOTE: assumes that the object at @addr has a size >= sizeof(llist_node)
1594  */
1595 void vfree(const void *addr)
1596 {
1597         BUG_ON(in_nmi());
1598
1599         kmemleak_free(addr);
1600
1601         if (!addr)
1602                 return;
1603         if (unlikely(in_interrupt()))
1604                 __vfree_deferred(addr);
1605         else
1606                 __vunmap(addr, 1);
1607 }
1608 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1609
1610 /**
1611  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1612  *      @addr:          memory base address
1613  *
1614  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1615  *      which was created from the page array passed to vmap().
1616  *
1617  *      Must not be called in interrupt context.
1618  */
1619 void vunmap(const void *addr)
1620 {
1621         BUG_ON(in_interrupt());
1622         might_sleep();
1623         if (addr)
1624                 __vunmap(addr, 0);
1625 }
1626 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1627
1628 /**
1629  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1630  *      @pages:         array of page pointers
1631  *      @count:         number of pages to map
1632  *      @flags:         vm_area->flags
1633  *      @prot:          page protection for the mapping
1634  *
1635  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1636  *      space.
1637  */
1638 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1639                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1640 {
1641         struct vm_struct *area;
1642         unsigned long size;             /* In bytes */
1643
1644         might_sleep();
1645
1646         if (count > totalram_pages)
1647                 return NULL;
1648
1649         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1650         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
1651         if (!area)
1652                 return NULL;
1653
1654         if (map_vm_area(area, prot, pages)) {
1655                 vunmap(area->addr);
1656                 return NULL;
1657         }
1658
1659         return area->addr;
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1662
1663 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
1664                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1665                             int node, const void *caller);
1666 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1667                                  pgprot_t prot, int node)
1668 {
1669         struct page **pages;
1670         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1671         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
1672         const gfp_t alloc_mask = gfp_mask | __GFP_NOWARN;
1673         const gfp_t highmem_mask = (gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)) ?
1674                                         0 :
1675                                         __GFP_HIGHMEM;
1676
1677         nr_pages = get_vm_area_size(area) >> PAGE_SHIFT;
1678         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1679
1680         area->nr_pages = nr_pages;
1681         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1682         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1683                 pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp|highmem_mask,
1684                                 PAGE_KERNEL, node, area->caller);
1685         } else {
1686                 pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
1687         }
1688         area->pages = pages;
1689         if (!area->pages) {
1690                 remove_vm_area(area->addr);
1691                 kfree(area);
1692                 return NULL;
1693         }
1694
1695         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1696                 struct page *page;
1697
1698                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1699                         page = alloc_page(alloc_mask|highmem_mask);
1700                 else
1701                         page = alloc_pages_node(node, alloc_mask|highmem_mask, 0);
1702
1703                 if (unlikely(!page)) {
1704                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1705                         area->nr_pages = i;
1706                         goto fail;
1707                 }
1708                 area->pages[i] = page;
1709                 if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask|highmem_mask))
1710                         cond_resched();
1711         }
1712
1713         if (map_vm_area(area, prot, pages))
1714                 goto fail;
1715         return area->addr;
1716
1717 fail:
1718         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
1719                           "vmalloc: allocation failure, allocated %ld of %ld bytes",
1720                           (area->nr_pages*PAGE_SIZE), area->size);
1721         vfree(area->addr);
1722         return NULL;
1723 }
1724
1725 /**
1726  *      __vmalloc_node_range  -  allocate virtually contiguous memory
1727  *      @size:          allocation size
1728  *      @align:         desired alignment
1729  *      @start:         vm area range start
1730  *      @end:           vm area range end
1731  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1732  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1733  *      @vm_flags:      additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
1734  *      @node:          node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
1735  *      @caller:        caller's return address
1736  *
1737  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1738  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1739  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1740  */
1741 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
1742                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
1743                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
1744                         const void *caller)
1745 {
1746         struct vm_struct *area;
1747         void *addr;
1748         unsigned long real_size = size;
1749
1750         size = PAGE_ALIGN(size);
1751         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages)
1752                 goto fail;
1753
1754         area = __get_vm_area_node(size, align, VM_ALLOC | VM_UNINITIALIZED |
1755                                 vm_flags, start, end, node, gfp_mask, caller);
1756         if (!area)
1757                 goto fail;
1758
1759         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node);
1760         if (!addr)
1761                 return NULL;
1762
1763         /*
1764          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
1765          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
1766          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
1767          */
1768         clear_vm_uninitialized_flag(area);
1769
1770         kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
1771
1772         return addr;
1773
1774 fail:
1775         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
1776                           "vmalloc: allocation failure: %lu bytes", real_size);
1777         return NULL;
1778 }
1779
1780 /**
1781  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1782  *      @size:          allocation size
1783  *      @align:         desired alignment
1784  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1785  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1786  *      @node:          node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
1787  *      @caller:        caller's return address
1788  *
1789  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1790  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1791  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1792  *
1793  *      Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
1794  *      and __GFP_NOFAIL are not supported
1795  *
1796  *      Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
1797  *      with mm people.
1798  *
1799  */
1800 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
1801                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1802                             int node, const void *caller)
1803 {
1804         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1805                                 gfp_mask, prot, 0, node, caller);
1806 }
1807
1808 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1809 {
1810         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, prot, NUMA_NO_NODE,
1811                                 __builtin_return_address(0));
1812 }
1813 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1814
1815 static inline void *__vmalloc_node_flags(unsigned long size,
1816                                         int node, gfp_t flags)
1817 {
1818         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL,
1819                                         node, __builtin_return_address(0));
1820 }
1821
1822
1823 void *__vmalloc_node_flags_caller(unsigned long size, int node, gfp_t flags,
1824                                   void *caller)
1825 {
1826         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL, node, caller);
1827 }
1828
1829 /**
1830  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1831  *      @size:          allocation size
1832  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1833  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1834  *
1835  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1836  *      use __vmalloc() instead.
1837  */
1838 void *vmalloc(unsigned long size)
1839 {
1840         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
1841                                     GFP_KERNEL);
1842 }
1843 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1844
1845 /**
1846  *      vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
1847  *      @size:  allocation size
1848  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1849  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1850  *      The memory allocated is set to zero.
1851  *
1852  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1853  *      use __vmalloc() instead.
1854  */
1855 void *vzalloc(unsigned long size)
1856 {
1857         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
1858                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1859 }
1860 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
1861
1862 /**
1863  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1864  * @size: allocation size
1865  *
1866  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1867  * without leaking data.
1868  */
1869 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1870 {
1871         struct vm_struct *area;
1872         void *ret;
1873
1874         ret = __vmalloc_node(size, SHMLBA,
1875                              GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1876                              PAGE_KERNEL, NUMA_NO_NODE,
1877                              __builtin_return_address(0));
1878         if (ret) {
1879                 area = find_vm_area(ret);
1880                 area->flags |= VM_USERMAP;
1881         }
1882         return ret;
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1885
1886 /**
1887  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1888  *      @size:          allocation size
1889  *      @node:          numa node
1890  *
1891  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1892  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1893  *
1894  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1895  *      use __vmalloc() instead.
1896  */
1897 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1898 {
1899         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL,
1900                                         node, __builtin_return_address(0));
1901 }
1902 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1903
1904 /**
1905  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
1906  * @size:       allocation size
1907  * @node:       numa node
1908  *
1909  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1910  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1911  * The memory allocated is set to zero.
1912  *
1913  * For tight control over page level allocator and protection flags
1914  * use __vmalloc_node() instead.
1915  */
1916 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
1917 {
1918         return __vmalloc_node_flags(size, node,
1919                          GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1920 }
1921 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
1922
1923 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1924 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1925 #endif
1926
1927 /**
1928  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1929  *      @size:          allocation size
1930  *
1931  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1932  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1933  *      executable kernel virtual space.
1934  *
1935  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1936  *      use __vmalloc() instead.
1937  */
1938
1939 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1940 {
1941         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL_EXEC,
1942                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
1943 }
1944
1945 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1946 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1947 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1948 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1949 #else
1950 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1951 #endif
1952
1953 /**
1954  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1955  *      @size:          allocation size
1956  *
1957  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1958  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1959  */
1960 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1961 {
1962         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1963                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
1964 }
1965 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1966
1967 /**
1968  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1969  *      @size:          allocation size
1970  *
1971  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1972  * mapped to userspace without leaking data.
1973  */
1974 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1975 {
1976         struct vm_struct *area;
1977         void *ret;
1978
1979         ret = __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1980                              NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
1981         if (ret) {
1982                 area = find_vm_area(ret);
1983                 area->flags |= VM_USERMAP;
1984         }
1985         return ret;
1986 }
1987 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1988
1989 /*
1990  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
1991  * If the page is not present, fill zero.
1992  */
1993
1994 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1995 {
1996         struct page *p;
1997         int copied = 0;
1998
1999         while (count) {
2000                 unsigned long offset, length;
2001
2002                 offset = offset_in_page(addr);
2003                 length = PAGE_SIZE - offset;
2004                 if (length > count)
2005                         length = count;
2006                 p = vmalloc_to_page(addr);
2007                 /*
2008                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2009                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2010                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2011                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2012                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2013                  */
2014                 if (p) {
2015                         /*
2016                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2017                          * function description)
2018                          */
2019                         void *map = kmap_atomic(p);
2020                         memcpy(buf, map + offset, length);
2021                         kunmap_atomic(map);
2022                 } else
2023                         memset(buf, 0, length);
2024
2025                 addr += length;
2026                 buf += length;
2027                 copied += length;
2028                 count -= length;
2029         }
2030         return copied;
2031 }
2032
2033 static int aligned_vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2034 {
2035         struct page *p;
2036         int copied = 0;
2037
2038         while (count) {
2039                 unsigned long offset, length;
2040
2041                 offset = offset_in_page(addr);
2042                 length = PAGE_SIZE - offset;
2043                 if (length > count)
2044                         length = count;
2045                 p = vmalloc_to_page(addr);
2046                 /*
2047                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2048                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2049                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2050                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2051                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2052                  */
2053                 if (p) {
2054                         /*
2055                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2056                          * function description)
2057                          */
2058                         void *map = kmap_atomic(p);
2059                         memcpy(map + offset, buf, length);
2060                         kunmap_atomic(map);
2061                 }
2062                 addr += length;
2063                 buf += length;
2064                 copied += length;
2065                 count -= length;
2066         }
2067         return copied;
2068 }
2069
2070 /**
2071  *      vread() -  read vmalloc area in a safe way.
2072  *      @buf:           buffer for reading data
2073  *      @addr:          vm address.
2074  *      @count:         number of bytes to be read.
2075  *
2076  *      Returns # of bytes which addr and buf should be increased.
2077  *      (same number to @count). Returns 0 if [addr...addr+count) doesn't
2078  *      includes any intersect with alive vmalloc area.
2079  *
2080  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2081  *      copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
2082  *      of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
2083  *      proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
2084  *      IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2085  *
2086  *      If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2087  *      vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2088  *
2089  *      Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
2090  *      should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2091  *      This is for routines which have to access vmalloc area without
2092  *      any informaion, as /dev/kmem.
2093  *
2094  */
2095
2096 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2097 {
2098         struct vmap_area *va;
2099         struct vm_struct *vm;
2100         char *vaddr, *buf_start = buf;
2101         unsigned long buflen = count;
2102         unsigned long n;
2103
2104         /* Don't allow overflow */
2105         if ((unsigned long) addr + count < count)
2106                 count = -(unsigned long) addr;
2107
2108         spin_lock(&vmap_area_lock);
2109         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2110                 if (!count)
2111                         break;
2112
2113                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2114                         continue;
2115
2116                 vm = va->vm;
2117                 vaddr = (char *) vm->addr;
2118                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2119                         continue;
2120                 while (addr < vaddr) {
2121                         if (count == 0)
2122                                 goto finished;
2123                         *buf = '\0';
2124                         buf++;
2125                         addr++;
2126                         count--;
2127                 }
2128                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2129                 if (n > count)
2130                         n = count;
2131                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
2132                         aligned_vread(buf, addr, n);
2133                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
2134                         memset(buf, 0, n);
2135                 buf += n;
2136                 addr += n;
2137                 count -= n;
2138         }
2139 finished:
2140         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2141
2142         if (buf == buf_start)
2143                 return 0;
2144         /* zero-fill memory holes */
2145         if (buf != buf_start + buflen)
2146                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
2147
2148         return buflen;
2149 }
2150
2151 /**
2152  *      vwrite() -  write vmalloc area in a safe way.
2153  *      @buf:           buffer for source data
2154  *      @addr:          vm address.
2155  *      @count:         number of bytes to be read.
2156  *
2157  *      Returns # of bytes which addr and buf should be incresed.
2158  *      (same number to @count).
2159  *      If [addr...addr+count) doesn't includes any intersect with valid
2160  *      vmalloc area, returns 0.
2161  *
2162  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2163  *      copy data from a buffer to the given addr. If specified range of
2164  *      [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied from
2165  *      proper area of @buf. If there are memory holes, no copy to hole.
2166  *      IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2167  *
2168  *      If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2169  *      vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2170  *
2171  *      Note: In usual ops, vwrite() is never necessary because the caller
2172  *      should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2173  *      This is for routines which have to access vmalloc area without
2174  *      any informaion, as /dev/kmem.
2175  */
2176
2177 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2178 {
2179         struct vmap_area *va;
2180         struct vm_struct *vm;
2181         char *vaddr;
2182         unsigned long n, buflen;
2183         int copied = 0;
2184
2185         /* Don't allow overflow */
2186         if ((unsigned long) addr + count < count)
2187                 count = -(unsigned long) addr;
2188         buflen = count;
2189
2190         spin_lock(&vmap_area_lock);
2191         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2192                 if (!count)
2193                         break;
2194
2195                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2196                         continue;
2197
2198                 vm = va->vm;
2199                 vaddr = (char *) vm->addr;
2200                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2201                         continue;
2202                 while (addr < vaddr) {
2203                         if (count == 0)
2204                                 goto finished;
2205                         buf++;
2206                         addr++;
2207                         count--;
2208                 }
2209                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2210                 if (n > count)
2211                         n = count;
2212                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP)) {
2213                         aligned_vwrite(buf, addr, n);
2214                         copied++;
2215                 }
2216                 buf += n;
2217                 addr += n;
2218                 count -= n;
2219         }
2220 finished:
2221         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2222         if (!copied)
2223                 return 0;
2224         return buflen;
2225 }
2226
2227 /**
2228  *      remap_vmalloc_range_partial  -  map vmalloc pages to userspace
2229  *      @vma:           vma to cover
2230  *      @uaddr:         target user address to start at
2231  *      @kaddr:         virtual address of vmalloc kernel memory
2232  *      @size:          size of map area
2233  *
2234  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
2235  *
2236  *      This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
2237  *      and that it is big enough to cover the range starting at
2238  *      @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
2239  *      met.
2240  *
2241  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2242  */
2243 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
2244                                 void *kaddr, unsigned long size)
2245 {
2246         struct vm_struct *area;
2247
2248         size = PAGE_ALIGN(size);
2249
2250         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
2251                 return -EINVAL;
2252
2253         area = find_vm_area(kaddr);
2254         if (!area)
2255                 return -EINVAL;
2256
2257         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
2258                 return -EINVAL;
2259
2260         if (kaddr + size > area->addr + area->size)
2261                 return -EINVAL;
2262
2263         do {
2264                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
2265                 int ret;
2266
2267                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
2268                 if (ret)
2269                         return ret;
2270
2271                 uaddr += PAGE_SIZE;
2272                 kaddr += PAGE_SIZE;
2273                 size -= PAGE_SIZE;
2274         } while (size > 0);
2275
2276         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
2277
2278         return 0;
2279 }
2280 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range_partial);
2281
2282 /**
2283  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
2284  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
2285  *      @addr:          vmalloc memory
2286  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
2287  *
2288  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
2289  *
2290  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2291  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
2292  *      that criteria isn't met.
2293  *
2294  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2295  */
2296 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
2297                                                 unsigned long pgoff)
2298 {
2299         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
2300                                            addr + (pgoff << PAGE_SHIFT),
2301                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
2302 }
2303 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
2304
2305 /*
2306  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
2307  * have one.
2308  */
2309 void __weak vmalloc_sync_all(void)
2310 {
2311 }
2312
2313
2314 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
2315 {
2316         pte_t ***p = data;
2317
2318         if (p) {
2319                 *(*p) = pte;
2320                 (*p)++;
2321         }
2322         return 0;
2323 }
2324
2325 /**
2326  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
2327  *      @size:          size of the area
2328  *      @ptes:          returns the PTEs for the address space
2329  *
2330  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
2331  *
2332  *      This function reserves a range of kernel address space, and
2333  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
2334  *      are created.
2335  *
2336  *      If @ptes is non-NULL, pointers to the PTEs (in init_mm)
2337  *      allocated for the VM area are returned.
2338  */
2339 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size, pte_t **ptes)
2340 {
2341         struct vm_struct *area;
2342
2343         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
2344                                 __builtin_return_address(0));
2345         if (area == NULL)
2346                 return NULL;
2347
2348         /*
2349          * This ensures that page tables are constructed for this region
2350          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
2351          */
2352         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
2353                                 size, f, ptes ? &ptes : NULL)) {
2354                 free_vm_area(area);
2355                 return NULL;
2356         }
2357
2358         return area;
2359 }
2360 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
2361
2362 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
2363 {
2364         struct vm_struct *ret;
2365         ret = remove_vm_area(area->addr);
2366         BUG_ON(ret != area);
2367         kfree(area);
2368 }
2369 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
2370
2371 #ifdef CONFIG_SMP
2372 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
2373 {
2374         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
2375 }
2376
2377 /**
2378  * pvm_find_next_prev - find the next and prev vmap_area surrounding @end
2379  * @end: target address
2380  * @pnext: out arg for the next vmap_area
2381  * @pprev: out arg for the previous vmap_area
2382  *
2383  * Returns: %true if either or both of next and prev are found,
2384  *          %false if no vmap_area exists
2385  *
2386  * Find vmap_areas end addresses of which enclose @end.  ie. if not
2387  * NULL, *pnext->va_end > @end and *pprev->va_end <= @end.
2388  */
2389 static bool pvm_find_next_prev(unsigned long end,
2390                                struct vmap_area **pnext,
2391                                struct vmap_area **pprev)
2392 {
2393         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
2394         struct vmap_area *va = NULL;
2395
2396         while (n) {
2397                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
2398                 if (end < va->va_end)
2399                         n = n->rb_left;
2400                 else if (end > va->va_end)
2401                         n = n->rb_right;
2402                 else
2403                         break;
2404         }
2405
2406         if (!va)
2407                 return false;
2408
2409         if (va->va_end > end) {
2410                 *pnext = va;
2411                 *pprev = node_to_va(rb_prev(&(*pnext)->rb_node));
2412         } else {
2413                 *pprev = va;
2414                 *pnext = node_to_va(rb_next(&(*pprev)->rb_node));
2415         }
2416         return true;
2417 }
2418
2419 /**
2420  * pvm_determine_end - find the highest aligned address between two vmap_areas
2421  * @pnext: in/out arg for the next vmap_area
2422  * @pprev: in/out arg for the previous vmap_area
2423  * @align: alignment
2424  *
2425  * Returns: determined end address
2426  *
2427  * Find the highest aligned address between *@pnext and *@pprev below
2428  * VMALLOC_END.  *@pnext and *@pprev are adjusted so that the aligned
2429  * down address is between the end addresses of the two vmap_areas.
2430  *
2431  * Please note that the address returned by this function may fall
2432  * inside *@pnext vmap_area.  The caller is responsible for checking
2433  * that.
2434  */
2435 static unsigned long pvm_determine_end(struct vmap_area **pnext,
2436                                        struct vmap_area **pprev,
2437                                        unsigned long align)
2438 {
2439         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
2440         unsigned long addr;
2441
2442         if (*pnext)
2443                 addr = min((*pnext)->va_start & ~(align - 1), vmalloc_end);
2444         else
2445                 addr = vmalloc_end;
2446
2447         while (*pprev && (*pprev)->va_end > addr) {
2448                 *pnext = *pprev;
2449                 *pprev = node_to_va(rb_prev(&(*pnext)->rb_node));
2450         }
2451
2452         return addr;
2453 }
2454
2455 /**
2456  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
2457  * @offsets: array containing offset of each area
2458  * @sizes: array containing size of each area
2459  * @nr_vms: the number of areas to allocate
2460  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
2461  *
2462  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
2463  *          vm_structs on success, %NULL on failure
2464  *
2465  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
2466  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
2467  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
2468  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
2469  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
2470  * areas are allocated from top.
2471  *
2472  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple.  It
2473  * does everything top-down and scans areas from the end looking for
2474  * matching slot.  While scanning, if any of the areas overlaps with
2475  * existing vmap_area, the base address is pulled down to fit the
2476  * area.  Scanning is repeated till all the areas fit and then all
2477  * necessary data structures are inserted and the result is returned.
2478  */
2479 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
2480                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
2481                                      size_t align)
2482 {
2483         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
2484         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
2485         struct vmap_area **vas, *prev, *next;
2486         struct vm_struct **vms;
2487         int area, area2, last_area, term_area;
2488         unsigned long base, start, end, last_end;
2489         bool purged = false;
2490
2491         /* verify parameters and allocate data structures */
2492         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
2493         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
2494                 start = offsets[area];
2495                 end = start + sizes[area];
2496
2497                 /* is everything aligned properly? */
2498                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
2499                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
2500
2501                 /* detect the area with the highest address */
2502                 if (start > offsets[last_area])
2503                         last_area = area;
2504
2505                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
2506                         unsigned long start2 = offsets[area2];
2507                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
2508
2509                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
2510                 }
2511         }
2512         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
2513
2514         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
2515                 WARN_ON(true);
2516                 return NULL;
2517         }
2518
2519         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
2520         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
2521         if (!vas || !vms)
2522                 goto err_free2;
2523
2524         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2525                 vas[area] = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_KERNEL);
2526                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
2527                 if (!vas[area] || !vms[area])
2528                         goto err_free;
2529         }
2530 retry:
2531         spin_lock(&vmap_area_lock);
2532
2533         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
2534         area = term_area = last_area;
2535         start = offsets[area];
2536         end = start + sizes[area];
2537
2538         if (!pvm_find_next_prev(vmap_area_pcpu_hole, &next, &prev)) {
2539                 base = vmalloc_end - last_end;
2540                 goto found;
2541         }
2542         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2543
2544         while (true) {
2545                 BUG_ON(next && next->va_end <= base + end);
2546                 BUG_ON(prev && prev->va_end > base + end);
2547
2548                 /*
2549                  * base might have underflowed, add last_end before
2550                  * comparing.
2551                  */
2552                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end) {
2553                         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2554                         if (!purged) {
2555                                 purge_vmap_area_lazy();
2556                                 purged = true;
2557                                 goto retry;
2558                         }
2559                         goto err_free;
2560                 }
2561
2562                 /*
2563                  * If next overlaps, move base downwards so that it's
2564                  * right below next and then recheck.
2565                  */
2566                 if (next && next->va_start < base + end) {
2567                         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2568                         term_area = area;
2569                         continue;
2570                 }
2571
2572                 /*
2573                  * If prev overlaps, shift down next and prev and move
2574                  * base so that it's right below new next and then
2575                  * recheck.
2576                  */
2577                 if (prev && prev->va_end > base + start)  {
2578                         next = prev;
2579                         prev = node_to_va(rb_prev(&next->rb_node));
2580                         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2581                         term_area = area;
2582                         continue;
2583                 }
2584
2585                 /*
2586                  * This area fits, move on to the previous one.  If
2587                  * the previous one is the terminal one, we're done.
2588                  */
2589                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
2590                 if (area == term_area)
2591                         break;
2592                 start = offsets[area];
2593                 end = start + sizes[area];
2594                 pvm_find_next_prev(base + end, &next, &prev);
2595         }
2596 found:
2597         /* we've found a fitting base, insert all va's */
2598         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2599                 struct vmap_area *va = vas[area];
2600
2601                 va->va_start = base + offsets[area];
2602                 va->va_end = va->va_start + sizes[area];
2603                 __insert_vmap_area(va);
2604         }
2605
2606         vmap_area_pcpu_hole = base + offsets[last_area];
2607
2608         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2609
2610         /* insert all vm's */
2611         for (area = 0; area < nr_vms; area++)
2612                 setup_vmalloc_vm(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
2613                                  pcpu_get_vm_areas);
2614
2615         kfree(vas);
2616         return vms;
2617
2618 err_free:
2619         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2620                 kfree(vas[area]);
2621                 kfree(vms[area]);
2622         }
2623 err_free2:
2624         kfree(vas);
2625         kfree(vms);
2626         return NULL;
2627 }
2628
2629 /**
2630  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
2631  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
2632  * @nr_vms: the number of allocated areas
2633  *
2634  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
2635  */
2636 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
2637 {
2638         int i;
2639
2640         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
2641                 free_vm_area(vms[i]);
2642         kfree(vms);
2643 }
2644 #endif  /* CONFIG_SMP */
2645
2646 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2647 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2648         __acquires(&vmap_area_lock)
2649 {
2650         spin_lock(&vmap_area_lock);
2651         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
2652 }
2653
2654 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2655 {
2656         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
2657 }
2658
2659 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2660         __releases(&vmap_area_lock)
2661 {
2662         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2663 }
2664
2665 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
2666 {
2667         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
2668                 unsigned int nr, *counters = m->private;
2669
2670                 if (!counters)
2671                         return;
2672
2673                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
2674                         return;
2675                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
2676                 smp_rmb();
2677
2678                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
2679
2680                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
2681                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
2682
2683                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
2684                         if (counters[nr])
2685                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
2686         }
2687 }
2688
2689 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2690 {
2691         struct vmap_area *va;
2692         struct vm_struct *v;
2693
2694         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
2695
2696         /*
2697          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !VM_VM_AREA on
2698          * behalf of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
2699          */
2700         if (!(va->flags & VM_VM_AREA)) {
2701                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld %s\n",
2702                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
2703                         va->va_end - va->va_start,
2704                         va->flags & VM_LAZY_FREE ? "unpurged vm_area" : "vm_map_ram");
2705
2706                 return 0;
2707         }
2708
2709         v = va->vm;
2710
2711         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
2712                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
2713
2714         if (v->caller)
2715                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
2716
2717         if (v->nr_pages)
2718                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
2719
2720         if (v->phys_addr)
2721                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
2722
2723         if (v->flags & VM_IOREMAP)
2724                 seq_puts(m, " ioremap");
2725
2726         if (v->flags & VM_ALLOC)
2727                 seq_puts(m, " vmalloc");
2728
2729         if (v->flags & VM_MAP)
2730                 seq_puts(m, " vmap");
2731
2732         if (v->flags & VM_USERMAP)
2733                 seq_puts(m, " user");
2734
2735         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
2736                 seq_puts(m, " vpages");
2737
2738         show_numa_info(m, v);
2739         seq_putc(m, '\n');
2740         return 0;
2741 }
2742
2743 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
2744         .start = s_start,
2745         .next = s_next,
2746         .stop = s_stop,
2747         .show = s_show,
2748 };
2749
2750 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
2751 {
2752         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2753                 return seq_open_private(file, &vmalloc_op,
2754                                         nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
2755         else
2756                 return seq_open(file, &vmalloc_op);
2757 }
2758
2759 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
2760         .open           = vmalloc_open,
2761         .read           = seq_read,
2762         .llseek         = seq_lseek,
2763         .release        = seq_release_private,
2764 };
2765
2766 static int __init proc_vmalloc_init(void)
2767 {
2768         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
2769         return 0;
2770 }
2771 module_init(proc_vmalloc_init);
2772
2773 #endif
2774