mm/vmalloc.c

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