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.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/rbtree.h>
  25 #include <linux/radix-tree.h>
  26 #include <linux/rcupdate.h>
  27 #include <linux/pfn.h>
  28 #include <linux/kmemleak.h>
  29 #include <linux/atomic.h>
  30 #include <linux/llist.h>
  31 #include <asm/uaccess.h>
  32 #include <asm/tlbflush.h>
  33 #include <asm/shmparam.h>
  34
  35 struct vfree_deferred {
  36         struct llist_head list;
  37         struct work_struct wq;
  38 };
  39 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
  40
  41 static void __vunmap(const void *, int);
  42
  43 static void free_work(struct work_struct *w)
  44 {
  45         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
  46         struct llist_node *llnode = llist_del_all(&p->list);
  47         while (llnode) {
  48                 void *p = llnode;
  49                 llnode = llist_next(llnode);
  50                 __vunmap(p, 1);
  51         }
  52 }
  53
  54 /*** Page table manipulation functions ***/
  55
  56 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
  57 {
  58         pte_t *pte;
  59
  60         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
  61         do {
  62                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
  63                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
  64         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  65 }
  66
  67 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
  68 {
  69         pmd_t *pmd;
  70         unsigned long next;
  71
  72         pmd = pmd_offset(pud, addr);
  73         do {
  74                 next = pmd_addr_end(addr, end);
  75                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
  76                         continue;
  77                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
  78         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
  79 }
  80
  81 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
  82 {
  83         pud_t *pud;
  84         unsigned long next;
  85
  86         pud = pud_offset(pgd, addr);
  87         do {
  88                 next = pud_addr_end(addr, end);
  89                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
  90                         continue;
  91                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
  92         } while (pud++, addr = next, addr != end);
  93 }
  94
  95 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
  96 {
  97         pgd_t *pgd;
  98         unsigned long next;
  99
 100         BUG_ON(addr >= end);
 101         pgd = pgd_offset_k(addr);
 102         do {
 103                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 104                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 105                         continue;
 106                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
 107         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 108 }
 109
 110 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 111                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 112 {
 113         pte_t *pte;
 114
 115         /*
 116          * nr is a running index into the array which helps higher level
 117          * callers keep track of where we're up to.
 118          */
 119
 120         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
 121         if (!pte)
 122                 return -ENOMEM;
 123         do {
 124                 struct page *page = pages[*nr];
 125
 126                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
 127                         return -EBUSY;
 128                 if (WARN_ON(!page))
 129                         return -ENOMEM;
 130                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 131                 (*nr)++;
 132         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
 137                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 138 {
 139         pmd_t *pmd;
 140         unsigned long next;
 141
 142         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
 143         if (!pmd)
 144                 return -ENOMEM;
 145         do {
 146                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 147                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
 148                         return -ENOMEM;
 149         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 150         return 0;
 151 }
 152
 153 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 154                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
 155 {
 156         pud_t *pud;
 157         unsigned long next;
 158
 159         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
 160         if (!pud)
 161                 return -ENOMEM;
 162         do {
 163                 next = pud_addr_end(addr, end);
 164                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
 165                         return -ENOMEM;
 166         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 167         return 0;
 168 }
 169
 170 /*
 171  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
 172  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
 173  *
 174  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
 175  */
 176 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
 177                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
 178 {
 179         pgd_t *pgd;
 180         unsigned long next;
 181         unsigned long addr = start;
 182         int err = 0;
 183         int nr = 0;
 184
 185         BUG_ON(addr >= end);
 186         pgd = pgd_offset_k(addr);
 187         do {
 188                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 189                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
 190                 if (err)
 191                         return err;
 192         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 193
 194         return nr;
 195 }
 196
 197 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
 198                            pgprot_t prot, struct page **pages)
 199 {
 200         int ret;
 201
 202         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
 203         flush_cache_vmap(start, end);
 204         return ret;
 205 }
 206
 207 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
 208 {
 209         /*
 210          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
 211          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
 212          * just put it in the vmalloc space.
 213          */
 214 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
 215         unsigned long addr = (unsigned long)x;
 216         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
 217                 return 1;
 218 #endif
 219         return is_vmalloc_addr(x);
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
 224  */
 225 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
 226 {
 227         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
 228         struct page *page = NULL;
 229         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 230
 231         /*
 232          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
 233          * architectures that do not vmalloc module space
 234          */
 235         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
 236
 237         if (!pgd_none(*pgd)) {
 238                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
 239                 if (!pud_none(*pud)) {
 240                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
 241                         if (!pmd_none(*pmd)) {
 242                                 pte_t *ptep, pte;
 243
 244                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 245                                 pte = *ptep;
 246                                 if (pte_present(pte))
 247                                         page = pte_page(pte);
 248                                 pte_unmap(ptep);
 249                         }
 250                 }
 251         }
 252         return page;
 253 }
 254 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
 255
 256 /*
 257  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
 258  */
 259 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
 260 {
 261         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
 262 }
 263 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
 264
 265
 266 /*** Global kva allocator ***/
 267
 268 #define VM_LAZY_FREE    0x01
 269 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
 270 #define VM_VM_AREA      0x04
 271
 272 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
 273 /* Export for kexec only */
 274 LIST_HEAD(vmap_area_list);
 275 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
 276
 277 /* The vmap cache globals are protected by vmap_area_lock */
 278 static struct rb_node *free_vmap_cache;
 279 static unsigned long cached_hole_size;
 280 static unsigned long cached_vstart;
 281 static unsigned long cached_align;
 282
 283 static unsigned long vmap_area_pcpu_hole;
 284
 285 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
 286 {
 287         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 288
 289         while (n) {
 290                 struct vmap_area *va;
 291
 292                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 293                 if (addr < va->va_start)
 294                         n = n->rb_left;
 295                 else if (addr > va->va_start)
 296                         n = n->rb_right;
 297                 else
 298                         return va;
 299         }
 300
 301         return NULL;
 302 }
 303
 304 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
 305 {
 306         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
 307         struct rb_node *parent = NULL;
 308         struct rb_node *tmp;
 309
 310         while (*p) {
 311                 struct vmap_area *tmp_va;
 312
 313                 parent = *p;
 314                 tmp_va = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
 315                 if (va->va_start < tmp_va->va_end)
 316                         p = &(*p)->rb_left;
 317                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start)
 318                         p = &(*p)->rb_right;
 319                 else
 320                         BUG();
 321         }
 322
 323         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
 324         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
 325
 326         /* address-sort this list */
 327         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
 328         if (tmp) {
 329                 struct vmap_area *prev;
 330                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
 331                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
 332         } else
 333                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
 334 }
 335
 336 static void purge_vmap_area_lazy(void);
 337
 338 /*
 339  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
 340  * vstart and vend.
 341  */
 342 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
 343                                 unsigned long align,
 344                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
 345                                 int node, gfp_t gfp_mask)
 346 {
 347         struct vmap_area *va;
 348         struct rb_node *n;
 349         unsigned long addr;
 350         int purged = 0;
 351         struct vmap_area *first;
 352
 353         BUG_ON(!size);
 354         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 355         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
 356
 357         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
 358                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
 359         if (unlikely(!va))
 360                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 361
 362 retry:
 363         spin_lock(&vmap_area_lock);
 364         /*
 365          * Invalidate cache if we have more permissive parameters.
 366          * cached_hole_size notes the largest hole noticed _below_
 367          * the vmap_area cached in free_vmap_cache: if size fits
 368          * into that hole, we want to scan from vstart to reuse
 369          * the hole instead of allocating above free_vmap_cache.
 370          * Note that __free_vmap_area may update free_vmap_cache
 371          * without updating cached_hole_size or cached_align.
 372          */
 373         if (!free_vmap_cache ||
 374                         size < cached_hole_size ||
 375                         vstart < cached_vstart ||
 376                         align < cached_align) {
 377 nocache:
 378                 cached_hole_size = 0;
 379                 free_vmap_cache = NULL;
 380         }
 381         /* record if we encounter less permissive parameters */
 382         cached_vstart = vstart;
 383         cached_align = align;
 384
 385         /* find starting point for our search */
 386         if (free_vmap_cache) {
 387                 first = rb_entry(free_vmap_cache, struct vmap_area, rb_node);
 388                 addr = ALIGN(first->va_end, align);
 389                 if (addr < vstart)
 390                         goto nocache;
 391                 if (addr + size - 1 < addr)
 392                         goto overflow;
 393
 394         } else {
 395                 addr = ALIGN(vstart, align);
 396                 if (addr + size - 1 < addr)
 397                         goto overflow;
 398
 399                 n = vmap_area_root.rb_node;
 400                 first = NULL;
 401
 402                 while (n) {
 403                         struct vmap_area *tmp;
 404                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 405                         if (tmp->va_end >= addr) {
 406                                 first = tmp;
 407                                 if (tmp->va_start <= addr)
 408                                         break;
 409                                 n = n->rb_left;
 410                         } else
 411                                 n = n->rb_right;
 412                 }
 413
 414                 if (!first)
 415                         goto found;
 416         }
 417
 418         /* from the starting point, walk areas until a suitable hole is found */
 419         while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
 420                 if (addr + cached_hole_size < first->va_start)
 421                         cached_hole_size = first->va_start - addr;
 422                 addr = ALIGN(first->va_end, align);
 423                 if (addr + size - 1 < addr)
 424                         goto overflow;
 425
 426                 if (list_is_last(&first->list, &vmap_area_list))
 427                         goto found;
 428
 429                 first = list_entry(first->list.next,
 430                                 struct vmap_area, list);
 431         }
 432
 433 found:
 434         if (addr + size > vend)
 435                 goto overflow;
 436
 437         va->va_start = addr;
 438         va->va_end = addr + size;
 439         va->flags = 0;
 440         __insert_vmap_area(va);
 441         free_vmap_cache = &va->rb_node;
 442         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 443
 444         BUG_ON(va->va_start & (align-1));
 445         BUG_ON(va->va_start < vstart);
 446         BUG_ON(va->va_end > vend);
 447
 448         return va;
 449
 450 overflow:
 451         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 452         if (!purged) {
 453                 purge_vmap_area_lazy();
 454                 purged = 1;
 455                 goto retry;
 456         }
 457         if (printk_ratelimit())
 458                 printk(KERN_WARNING
 459                         "vmap allocation for size %lu failed: "
 460                         "use vmalloc=<size> to increase size.\n", size);
 461         kfree(va);
 462         return ERR_PTR(-EBUSY);
 463 }
 464
 465 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
 466 {
 467         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
 468
 469         if (free_vmap_cache) {
 470                 if (va->va_end < cached_vstart) {
 471                         free_vmap_cache = NULL;
 472                 } else {
 473                         struct vmap_area *cache;
 474                         cache = rb_entry(free_vmap_cache, struct vmap_area, rb_node);
 475                         if (va->va_start <= cache->va_start) {
 476                                 free_vmap_cache = rb_prev(&va->rb_node);
 477                                 /*
 478                                  * We don't try to update cached_hole_size or
 479                                  * cached_align, but it won't go very wrong.
 480                                  */
 481                         }
 482                 }
 483         }
 484         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
 485         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
 486         list_del_rcu(&va->list);
 487
 488         /*
 489          * Track the highest possible candidate for pcpu area
 490          * allocation.  Areas outside of vmalloc area can be returned
 491          * here too, consider only end addresses which fall inside
 492          * vmalloc area proper.
 493          */
 494         if (va->va_end > VMALLOC_START && va->va_end <= VMALLOC_END)
 495                 vmap_area_pcpu_hole = max(vmap_area_pcpu_hole, va->va_end);
 496
 497         kfree_rcu(va, rcu_head);
 498 }
 499
 500 /*
 501  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
 502  */
 503 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
 504 {
 505         spin_lock(&vmap_area_lock);
 506         __free_vmap_area(va);
 507         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
 512  */
 513 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
 514 {
 515         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
 516 }
 517
 518 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
 519 {
 520         /*
 521          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
 522          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
 523          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
 524          * space after a page has been freed.
 525          *
 526          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
 527          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
 528          *
 529          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
 530          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
 531          * faster).
 532          */
 533 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 534         vunmap_page_range(start, end);
 535         flush_tlb_kernel_range(start, end);
 536 #endif
 537 }
 538
 539 /*
 540  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
 541  * before attempting to purge with a TLB flush.
 542  *
 543  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
 544  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
 545  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
 546  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
 547  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
 548  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
 549  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
 550  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
 551  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
 552  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
 553  * becomes a problem on bigger systems.
 554  */
 555 static unsigned long lazy_max_pages(void)
 556 {
 557         unsigned int log;
 558
 559         log = fls(num_online_cpus());
 560
 561         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
 562 }
 563
 564 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
 565
 566 /* for per-CPU blocks */
 567 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
 568
 569 /*
 570  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
 571  * immediately freed.
 572  */
 573 void set_iounmap_nonlazy(void)
 574 {
 575         atomic_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
 576 }
 577
 578 /*
 579  * Purges all lazily-freed vmap areas.
 580  *
 581  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
 582  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
 583  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
 584  * their own TLB flushing).
 585  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
 586  *              *end = max(*end, highest purged address)
 587  */
 588 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
 589                                         int sync, int force_flush)
 590 {
 591         static DEFINE_SPINLOCK(purge_lock);
 592         LIST_HEAD(valist);
 593         struct vmap_area *va;
 594         struct vmap_area *n_va;
 595         int nr = 0;
 596
 597         /*
 598          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
 599          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
 600          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
 601          */
 602         if (!sync && !force_flush) {
 603                 if (!spin_trylock(&purge_lock))
 604                         return;
 605         } else
 606                 spin_lock(&purge_lock);
 607
 608         if (sync)
 609                 purge_fragmented_blocks_allcpus();
 610
 611         rcu_read_lock();
 612         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
 613                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
 614                         if (va->va_start < *start)
 615                                 *start = va->va_start;
 616                         if (va->va_end > *end)
 617                                 *end = va->va_end;
 618                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
 619                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
 620                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
 621                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
 622                 }
 623         }
 624         rcu_read_unlock();
 625
 626         if (nr)
 627                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
 628
 629         if (nr || force_flush)
 630                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
 631
 632         if (nr) {
 633                 spin_lock(&vmap_area_lock);
 634                 list_for_each_entry_safe(va, n_va, &valist, purge_list)
 635                         __free_vmap_area(va);
 636                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
 637         }
 638         spin_unlock(&purge_lock);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
 643  * is already purging.
 644  */
 645 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
 646 {
 647         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
 648
 649         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
 654  */
 655 static void purge_vmap_area_lazy(void)
 656 {
 657         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
 658
 659         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
 664  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
 665  * previously.
 666  */
 667 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
 668 {
 669         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
 670         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
 671         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
 672                 try_purge_vmap_area_lazy();
 673 }
 674
 675 /*
 676  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
 677  * called for the correct range previously.
 678  */
 679 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
 680 {
 681         unmap_vmap_area(va);
 682         free_vmap_area_noflush(va);
 683 }
 684
 685 /*
 686  * Free and unmap a vmap area
 687  */
 688 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
 689 {
 690         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
 691         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
 692 }
 693
 694 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
 695 {
 696         struct vmap_area *va;
 697
 698         spin_lock(&vmap_area_lock);
 699         va = __find_vmap_area(addr);
 700         spin_unlock(&vmap_area_lock);
 701
 702         return va;
 703 }
 704
 705 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
 706 {
 707         struct vmap_area *va;
 708
 709         va = find_vmap_area(addr);
 710         BUG_ON(!va);
 711         free_unmap_vmap_area(va);
 712 }
 713
 714
 715 /*** Per cpu kva allocator ***/
 716
 717 /*
 718  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
 719  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
 720  */
 721 /*
 722  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
 723  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
 724  * instead (we just need a rough idea)
 725  */
 726 #if BITS_PER_LONG == 32
 727 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
 728 #else
 729 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
 730 #endif
 731
 732 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
 733 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
 734 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
 735 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
 736 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
 737 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
 738 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
 739                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
 740                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
 741                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
 742
 743 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
 744
 745 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
 746
 747 struct vmap_block_queue {
 748         spinlock_t lock;
 749         struct list_head free;
 750 };
 751
 752 struct vmap_block {
 753         spinlock_t lock;
 754         struct vmap_area *va;
 755         struct vmap_block_queue *vbq;
 756         unsigned long free, dirty;
 757         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 758         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 759         struct list_head free_list;
 760         struct rcu_head rcu_head;
 761         struct list_head purge;
 762 };
 763
 764 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
 765 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
 766
 767 /*
 768  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
 769  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
 770  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
 771  */
 772 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
 773 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
 774
 775 /*
 776  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
 777  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
 778  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
 779  * big problem.
 780  */
 781
 782 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
 783 {
 784         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
 785         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
 786         return addr;
 787 }
 788
 789 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
 790 {
 791         struct vmap_block_queue *vbq;
 792         struct vmap_block *vb;
 793         struct vmap_area *va;
 794         unsigned long vb_idx;
 795         int node, err;
 796
 797         node = numa_node_id();
 798
 799         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
 800                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
 801         if (unlikely(!vb))
 802                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 803
 804         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
 805                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 806                                         node, gfp_mask);
 807         if (IS_ERR(va)) {
 808                 kfree(vb);
 809                 return ERR_CAST(va);
 810         }
 811
 812         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
 813         if (unlikely(err)) {
 814                 kfree(vb);
 815                 free_vmap_area(va);
 816                 return ERR_PTR(err);
 817         }
 818
 819         spin_lock_init(&vb->lock);
 820         vb->va = va;
 821         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
 822         vb->dirty = 0;
 823         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 824         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 825         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
 826
 827         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
 828         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
 829         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
 830         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
 831         BUG_ON(err);
 832         radix_tree_preload_end();
 833
 834         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
 835         vb->vbq = vbq;
 836         spin_lock(&vbq->lock);
 837         list_add_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
 838         spin_unlock(&vbq->lock);
 839         put_cpu_var(vmap_block_queue);
 840
 841         return vb;
 842 }
 843
 844 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
 845 {
 846         struct vmap_block *tmp;
 847         unsigned long vb_idx;
 848
 849         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
 850         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
 851         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
 852         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
 853         BUG_ON(tmp != vb);
 854
 855         free_vmap_area_noflush(vb->va);
 856         kfree_rcu(vb, rcu_head);
 857 }
 858
 859 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
 860 {
 861         LIST_HEAD(purge);
 862         struct vmap_block *vb;
 863         struct vmap_block *n_vb;
 864         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
 865
 866         rcu_read_lock();
 867         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
 868
 869                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
 870                         continue;
 871
 872                 spin_lock(&vb->lock);
 873                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
 874                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
 875                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
 876                         bitmap_fill(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 877                         bitmap_fill(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
 878                         spin_lock(&vbq->lock);
 879                         list_del_rcu(&vb->free_list);
 880                         spin_unlock(&vbq->lock);
 881                         spin_unlock(&vb->lock);
 882                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
 883                 } else
 884                         spin_unlock(&vb->lock);
 885         }
 886         rcu_read_unlock();
 887
 888         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
 889                 list_del(&vb->purge);
 890                 free_vmap_block(vb);
 891         }
 892 }
 893
 894 static void purge_fragmented_blocks_thiscpu(void)
 895 {
 896         purge_fragmented_blocks(smp_processor_id());
 897 }
 898
 899 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
 900 {
 901         int cpu;
 902
 903         for_each_possible_cpu(cpu)
 904                 purge_fragmented_blocks(cpu);
 905 }
 906
 907 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
 908 {
 909         struct vmap_block_queue *vbq;
 910         struct vmap_block *vb;
 911         unsigned long addr = 0;
 912         unsigned int order;
 913         int purge = 0;
 914
 915         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 916         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
 917         if (WARN_ON(size == 0)) {
 918                 /*
 919                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
 920                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
 921                  * early.
 922                  */
 923                 return NULL;
 924         }
 925         order = get_order(size);
 926
 927 again:
 928         rcu_read_lock();
 929         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
 930         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
 931                 int i;
 932
 933                 spin_lock(&vb->lock);
 934                 if (vb->free < 1UL << order)
 935                         goto next;
 936
 937                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
 938                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
 939
 940                 if (i < 0) {
 941                         if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
 942                                 /* fragmented and no outstanding allocations */
 943                                 BUG_ON(vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS);
 944                                 purge = 1;
 945                         }
 946                         goto next;
 947                 }
 948                 addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
 949                 BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
 950                                 addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
 951                 vb->free -= 1UL << order;
 952                 if (vb->free == 0) {
 953                         spin_lock(&vbq->lock);
 954                         list_del_rcu(&vb->free_list);
 955                         spin_unlock(&vbq->lock);
 956                 }
 957                 spin_unlock(&vb->lock);
 958                 break;
 959 next:
 960                 spin_unlock(&vb->lock);
 961         }
 962
 963         if (purge)
 964                 purge_fragmented_blocks_thiscpu();
 965
 966         put_cpu_var(vmap_block_queue);
 967         rcu_read_unlock();
 968
 969         if (!addr) {
 970                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
 971                 if (IS_ERR(vb))
 972                         return vb;
 973                 goto again;
 974         }
 975
 976         return (void *)addr;
 977 }
 978
 979 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
 980 {
 981         unsigned long offset;
 982         unsigned long vb_idx;
 983         unsigned int order;
 984         struct vmap_block *vb;
 985
 986         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 987         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
 988
 989         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
 990
 991         order = get_order(size);
 992
 993         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
 994
 995         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
 996         rcu_read_lock();
 997         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
 998         rcu_read_unlock();
 999         BUG_ON(!vb);
1000
1001         vunmap_page_range((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1002
1003         spin_lock(&vb->lock);
1004         BUG_ON(bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order));
1005
1006         vb->dirty += 1UL << order;
1007         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
1008                 BUG_ON(vb->free);
1009                 spin_unlock(&vb->lock);
1010                 free_vmap_block(vb);
1011         } else
1012                 spin_unlock(&vb->lock);
1013 }
1014
1015 /**
1016  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
1017  *
1018  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
1019  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
1020  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
1021  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
1022  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
1023  *
1024  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
1025  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
1026  * from the vmap layer.
1027  */
1028 void vm_unmap_aliases(void)
1029 {
1030         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1031         int cpu;
1032         int flush = 0;
1033
1034         if (unlikely(!vmap_initialized))
1035                 return;
1036
1037         for_each_possible_cpu(cpu) {
1038                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1039                 struct vmap_block *vb;
1040
1041                 rcu_read_lock();
1042                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1043                         int i;
1044
1045                         spin_lock(&vb->lock);
1046                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
1047                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
1048                                 unsigned long s, e;
1049                                 int j;
1050                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
1051                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
1052
1053                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
1054                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
1055                                 flush = 1;
1056
1057                                 if (s < start)
1058                                         start = s;
1059                                 if (e > end)
1060                                         end = e;
1061
1062                                 i = j;
1063                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
1064                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
1065                         }
1066                         spin_unlock(&vb->lock);
1067                 }
1068                 rcu_read_unlock();
1069         }
1070
1071         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
1074
1075 /**
1076  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
1077  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
1078  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
1079  */
1080 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
1081 {
1082         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
1083         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
1084
1085         BUG_ON(!addr);
1086         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
1087         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
1088         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
1089
1090         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
1091         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
1092
1093         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
1094                 vb_free(mem, size);
1095         else
1096                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
1099
1100 /**
1101  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
1102  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
1103  * @count: number of pages
1104  * @node: prefer to allocate data structures on this node
1105  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
1106  *
1107  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
1108  */
1109 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
1110 {
1111         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
1112         unsigned long addr;
1113         void *mem;
1114
1115         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1116                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
1117                 if (IS_ERR(mem))
1118                         return NULL;
1119                 addr = (unsigned long)mem;
1120         } else {
1121                 struct vmap_area *va;
1122                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
1123                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
1124                 if (IS_ERR(va))
1125                         return NULL;
1126
1127                 addr = va->va_start;
1128                 mem = (void *)addr;
1129         }
1130         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
1131                 vm_unmap_ram(mem, count);
1132                 return NULL;
1133         }
1134         return mem;
1135 }
1136 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1137
1138 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
1139 /**
1140  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
1141  * @vm: vm_struct to add
1142  *
1143  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
1144  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
1145  * should contain proper values and the other fields should be zero.
1146  *
1147  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1148  */
1149 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
1150 {
1151         struct vm_struct *tmp, **p;
1152
1153         BUG_ON(vmap_initialized);
1154         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1155                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
1156                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
1157                         break;
1158                 } else
1159                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
1160         }
1161         vm->next = *p;
1162         *p = vm;
1163 }
1164
1165 /**
1166  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1167  * @vm: vm_struct to register
1168  * @align: requested alignment
1169  *
1170  * This function is used to register kernel vm area before
1171  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1172  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1173  * vm->addr contains the allocated address.
1174  *
1175  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1176  */
1177 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1178 {
1179         static size_t vm_init_off __initdata;
1180         unsigned long addr;
1181
1182         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1183         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1184
1185         vm->addr = (void *)addr;
1186
1187         vm_area_add_early(vm);
1188 }
1189
1190 void __init vmalloc_init(void)
1191 {
1192         struct vmap_area *va;
1193         struct vm_struct *tmp;
1194         int i;
1195
1196         for_each_possible_cpu(i) {
1197                 struct vmap_block_queue *vbq;
1198                 struct vfree_deferred *p;
1199
1200                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1201                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1202                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1203                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
1204                 init_llist_head(&p->list);
1205                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
1206         }
1207
1208         /* Import existing vmlist entries. */
1209         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1210                 va = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_NOWAIT);
1211                 va->flags = VM_VM_AREA;
1212                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1213                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1214                 va->vm = tmp;
1215                 __insert_vmap_area(va);
1216         }
1217
1218         vmap_area_pcpu_hole = VMALLOC_END;
1219
1220         vmap_initialized = true;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1225  * @addr: start of the VM area to map
1226  * @size: size of the VM area to map
1227  * @prot: page protection flags to use
1228  * @pages: pages to map
1229  *
1230  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1231  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1232  * friends.
1233  *
1234  * NOTE:
1235  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1236  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1237  * before calling this function.
1238  *
1239  * RETURNS:
1240  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1241  */
1242 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1243                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1244 {
1245         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1246 }
1247
1248 /**
1249  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1250  * @addr: start of the VM area to unmap
1251  * @size: size of the VM area to unmap
1252  *
1253  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1254  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1255  * friends.
1256  *
1257  * NOTE:
1258  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1259  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1260  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1261  */
1262 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1263 {
1264         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1265 }
1266 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range_noflush);
1267
1268 /**
1269  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1270  * @addr: start of the VM area to unmap
1271  * @size: size of the VM area to unmap
1272  *
1273  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1274  * the unmapping and tlb after.
1275  */
1276 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1277 {
1278         unsigned long end = addr + size;
1279
1280         flush_cache_vunmap(addr, end);
1281         vunmap_page_range(addr, end);
1282         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1283 }
1284
1285 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1286 {
1287         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1288         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1289         int err;
1290
1291         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1292         if (err > 0) {
1293                 *pages += err;
1294                 err = 0;
1295         }
1296
1297         return err;
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1300
1301 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
1302                               unsigned long flags, const void *caller)
1303 {
1304         spin_lock(&vmap_area_lock);
1305         vm->flags = flags;
1306         vm->addr = (void *)va->va_start;
1307         vm->size = va->va_end - va->va_start;
1308         vm->caller = caller;
1309         va->vm = vm;
1310         va->flags |= VM_VM_AREA;
1311         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1312 }
1313
1314 static void clear_vm_unlist(struct vm_struct *vm)
1315 {
1316         /*
1317          * Before removing VM_UNLIST,
1318          * we should make sure that vm has proper values.
1319          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
1320          */
1321         smp_wmb();
1322         vm->flags &= ~VM_UNLIST;
1323 }
1324
1325 static void insert_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
1326                               unsigned long flags, const void *caller)
1327 {
1328         setup_vmalloc_vm(vm, va, flags, caller);
1329         clear_vm_unlist(vm);
1330 }
1331
1332 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1333                 unsigned long align, unsigned long flags, unsigned long start,
1334                 unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask, const void *caller)
1335 {
1336         struct vmap_area *va;
1337         struct vm_struct *area;
1338
1339         BUG_ON(in_interrupt());
1340         if (flags & VM_IOREMAP) {
1341                 int bit = fls(size);
1342
1343                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1344                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1345                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1346                         bit = PAGE_SHIFT;
1347
1348                 align = 1ul << bit;
1349         }
1350
1351         size = PAGE_ALIGN(size);
1352         if (unlikely(!size))
1353                 return NULL;
1354
1355         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1356         if (unlikely(!area))
1357                 return NULL;
1358
1359         /*
1360          * We always allocate a guard page.
1361          */
1362         size += PAGE_SIZE;
1363
1364         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1365         if (IS_ERR(va)) {
1366                 kfree(area);
1367                 return NULL;
1368         }
1369
1370         /*
1371          * When this function is called from __vmalloc_node_range,
1372          * we add VM_UNLIST flag to avoid accessing uninitialized
1373          * members of vm_struct such as pages and nr_pages fields.
1374          * They will be set later.
1375          */
1376         if (flags & VM_UNLIST)
1377                 setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
1378         else
1379                 insert_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
1380
1381         return area;
1382 }
1383
1384 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1385                                 unsigned long start, unsigned long end)
1386 {
1387         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
1388                                   GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1391
1392 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1393                                        unsigned long start, unsigned long end,
1394                                        const void *caller)
1395 {
1396         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
1397                                   GFP_KERNEL, caller);
1398 }
1399
1400 /**
1401  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1402  *      @size:          size of the area
1403  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1404  *
1405  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1406  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1407  *      on success or %NULL on failure.
1408  */
1409 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1410 {
1411         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1412                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
1413                                   __builtin_return_address(0));
1414 }
1415
1416 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1417                                 const void *caller)
1418 {
1419         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1420                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
1421 }
1422
1423 /**
1424  *      find_vm_area  -  find a continuous kernel virtual area
1425  *      @addr:          base address
1426  *
1427  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
1428  *      It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
1429  *      pointer valid.
1430  */
1431 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1432 {
1433         struct vmap_area *va;
1434
1435         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1436         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1437                 return va->vm;
1438
1439         return NULL;
1440 }
1441
1442 /**
1443  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1444  *      @addr:          base address
1445  *
1446  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1447  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1448  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1449  */
1450 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1451 {
1452         struct vmap_area *va;
1453
1454         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1455         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1456                 struct vm_struct *vm = va->vm;
1457
1458                 spin_lock(&vmap_area_lock);
1459                 va->vm = NULL;
1460                 va->flags &= ~VM_VM_AREA;
1461                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
1462
1463                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1464                 free_unmap_vmap_area(va);
1465                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1466
1467                 return vm;
1468         }
1469         return NULL;
1470 }
1471
1472 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1473 {
1474         struct vm_struct *area;
1475
1476         if (!addr)
1477                 return;
1478
1479         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1480                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1481                 return;
1482         }
1483
1484         area = remove_vm_area(addr);
1485         if (unlikely(!area)) {
1486                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1487                                 addr);
1488                 return;
1489         }
1490
1491         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1492         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1493
1494         if (deallocate_pages) {
1495                 int i;
1496
1497                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1498                         struct page *page = area->pages[i];
1499
1500                         BUG_ON(!page);
1501                         __free_page(page);
1502                 }
1503
1504                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1505                         vfree(area->pages);
1506                 else
1507                         kfree(area->pages);
1508         }
1509
1510         kfree(area);
1511         return;
1512 }
1513
1514 /**
1515  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1516  *      @addr:          memory base address
1517  *
1518  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1519  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1520  *      NULL, no operation is performed.
1521  *
1522  *      Must not be called in NMI context (strictly speaking, only if we don't
1523  *      have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
1524  *      conventions for vfree() arch-depenedent would be a really bad idea)
1525  *
1526  *      NOTE: assumes that the object at *addr has a size >= sizeof(llist_node)
1527  *
1528  */
1529 void vfree(const void *addr)
1530 {
1531         BUG_ON(in_nmi());
1532
1533         kmemleak_free(addr);
1534
1535         if (!addr)
1536                 return;
1537         if (unlikely(in_interrupt())) {
1538                 struct vfree_deferred *p = &__get_cpu_var(vfree_deferred);
1539                 llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list);
1540                 schedule_work(&p->wq);
1541         } else
1542                 __vunmap(addr, 1);
1543 }
1544 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1545
1546 /**
1547  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1548  *      @addr:          memory base address
1549  *
1550  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1551  *      which was created from the page array passed to vmap().
1552  *
1553  *      Must not be called in interrupt context.
1554  */
1555 void vunmap(const void *addr)
1556 {
1557         BUG_ON(in_interrupt());
1558         might_sleep();
1559         if (addr)
1560                 __vunmap(addr, 0);
1561 }
1562 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1563
1564 /**
1565  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1566  *      @pages:         array of page pointers
1567  *      @count:         number of pages to map
1568  *      @flags:         vm_area->flags
1569  *      @prot:          page protection for the mapping
1570  *
1571  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1572  *      space.
1573  */
1574 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1575                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1576 {
1577         struct vm_struct *area;
1578
1579         might_sleep();
1580
1581         if (count > totalram_pages)
1582                 return NULL;
1583
1584         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1585                                         __builtin_return_address(0));
1586         if (!area)
1587                 return NULL;
1588
1589         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1590                 vunmap(area->addr);
1591                 return NULL;
1592         }
1593
1594         return area->addr;
1595 }
1596 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1597
1598 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
1599                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1600                             int node, const void *caller);
1601 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1602                                  pgprot_t prot, int node, const void *caller)
1603 {
1604         const int order = 0;
1605         struct page **pages;
1606         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1607         gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
1608
1609         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1610         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1611
1612         area->nr_pages = nr_pages;
1613         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1614         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1615                 pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp|__GFP_HIGHMEM,
1616                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1617                 area->flags |= VM_VPAGES;
1618         } else {
1619                 pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
1620         }
1621         area->pages = pages;
1622         area->caller = caller;
1623         if (!area->pages) {
1624                 remove_vm_area(area->addr);
1625                 kfree(area);
1626                 return NULL;
1627         }
1628
1629         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1630                 struct page *page;
1631                 gfp_t tmp_mask = gfp_mask | __GFP_NOWARN;
1632
1633                 if (node < 0)
1634                         page = alloc_page(tmp_mask);
1635                 else
1636                         page = alloc_pages_node(node, tmp_mask, order);
1637
1638                 if (unlikely(!page)) {
1639                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1640                         area->nr_pages = i;
1641                         goto fail;
1642                 }
1643                 area->pages[i] = page;
1644         }
1645
1646         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1647                 goto fail;
1648         return area->addr;
1649
1650 fail:
1651         warn_alloc_failed(gfp_mask, order,
1652                           "vmalloc: allocation failure, allocated %ld of %ld bytes\n",
1653                           (area->nr_pages*PAGE_SIZE), area->size);
1654         vfree(area->addr);
1655         return NULL;
1656 }
1657
1658 /**
1659  *      __vmalloc_node_range  -  allocate virtually contiguous memory
1660  *      @size:          allocation size
1661  *      @align:         desired alignment
1662  *      @start:         vm area range start
1663  *      @end:           vm area range end
1664  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1665  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1666  *      @node:          node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
1667  *      @caller:        caller's return address
1668  *
1669  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1670  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1671  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1672  */
1673 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
1674                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
1675                         pgprot_t prot, int node, const void *caller)
1676 {
1677         struct vm_struct *area;
1678         void *addr;
1679         unsigned long real_size = size;
1680
1681         size = PAGE_ALIGN(size);
1682         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages)
1683                 goto fail;
1684
1685         area = __get_vm_area_node(size, align, VM_ALLOC | VM_UNLIST,
1686                                   start, end, node, gfp_mask, caller);
1687         if (!area)
1688                 goto fail;
1689
1690         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1691         if (!addr)
1692                 return NULL;
1693
1694         /*
1695          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNLIST flag.
1696          * It means that vm_struct is not fully initialized.
1697          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
1698          */
1699         clear_vm_unlist(area);
1700
1701         /*
1702          * A ref_count = 3 is needed because the vm_struct and vmap_area
1703          * structures allocated in the __get_vm_area_node() function contain
1704          * references to the virtual address of the vmalloc'ed block.
1705          */
1706         kmemleak_alloc(addr, real_size, 3, gfp_mask);
1707
1708         return addr;
1709
1710 fail:
1711         warn_alloc_failed(gfp_mask, 0,
1712                           "vmalloc: allocation failure: %lu bytes\n",
1713                           real_size);
1714         return NULL;
1715 }
1716
1717 /**
1718  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1719  *      @size:          allocation size
1720  *      @align:         desired alignment
1721  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1722  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1723  *      @node:          node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
1724  *      @caller:        caller's return address
1725  *
1726  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1727  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1728  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1729  */
1730 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
1731                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1732                             int node, const void *caller)
1733 {
1734         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1735                                 gfp_mask, prot, node, caller);
1736 }
1737
1738 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1739 {
1740         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, prot, NUMA_NO_NODE,
1741                                 __builtin_return_address(0));
1742 }
1743 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1744
1745 static inline void *__vmalloc_node_flags(unsigned long size,
1746                                         int node, gfp_t flags)
1747 {
1748         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL,
1749                                         node, __builtin_return_address(0));
1750 }
1751
1752 /**
1753  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1754  *      @size:          allocation size
1755  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1756  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1757  *
1758  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1759  *      use __vmalloc() instead.
1760  */
1761 void *vmalloc(unsigned long size)
1762 {
1763         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
1764                                     GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM);
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1767
1768 /**
1769  *      vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
1770  *      @size:  allocation size
1771  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1772  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1773  *      The memory allocated is set to zero.
1774  *
1775  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1776  *      use __vmalloc() instead.
1777  */
1778 void *vzalloc(unsigned long size)
1779 {
1780         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
1781                                 GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO);
1782 }
1783 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
1784
1785 /**
1786  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1787  * @size: allocation size
1788  *
1789  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1790  * without leaking data.
1791  */
1792 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1793 {
1794         struct vm_struct *area;
1795         void *ret;
1796
1797         ret = __vmalloc_node(size, SHMLBA,
1798                              GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1799                              PAGE_KERNEL, NUMA_NO_NODE,
1800                              __builtin_return_address(0));
1801         if (ret) {
1802                 area = find_vm_area(ret);
1803                 area->flags |= VM_USERMAP;
1804         }
1805         return ret;
1806 }
1807 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1808
1809 /**
1810  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1811  *      @size:          allocation size
1812  *      @node:          numa node
1813  *
1814  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1815  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1816  *
1817  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1818  *      use __vmalloc() instead.
1819  */
1820 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1821 {
1822         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1823                                         node, __builtin_return_address(0));
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1826
1827 /**
1828  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
1829  * @size:       allocation size
1830  * @node:       numa node
1831  *
1832  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1833  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1834  * The memory allocated is set to zero.
1835  *
1836  * For tight control over page level allocator and protection flags
1837  * use __vmalloc_node() instead.
1838  */
1839 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
1840 {
1841         return __vmalloc_node_flags(size, node,
1842                          GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO);
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
1845
1846 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1847 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1848 #endif
1849
1850 /**
1851  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1852  *      @size:          allocation size
1853  *
1854  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1855  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1856  *      executable kernel virtual space.
1857  *
1858  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1859  *      use __vmalloc() instead.
1860  */
1861
1862 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1863 {
1864         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1865                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
1866 }
1867
1868 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1869 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1870 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1871 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1872 #else
1873 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1874 #endif
1875
1876 /**
1877  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1878  *      @size:          allocation size
1879  *
1880  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1881  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1882  */
1883 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1884 {
1885         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1886                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
1887 }
1888 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1889
1890 /**
1891  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1892  *      @size:          allocation size
1893  *
1894  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1895  * mapped to userspace without leaking data.
1896  */
1897 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1898 {
1899         struct vm_struct *area;
1900         void *ret;
1901
1902         ret = __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1903                              NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
1904         if (ret) {
1905                 area = find_vm_area(ret);
1906                 area->flags |= VM_USERMAP;
1907         }
1908         return ret;
1909 }
1910 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1911
1912 /*
1913  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
1914  * If the page is not present, fill zero.
1915  */
1916
1917 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1918 {
1919         struct page *p;
1920         int copied = 0;
1921
1922         while (count) {
1923                 unsigned long offset, length;
1924
1925                 offset = (unsigned long)addr & ~PAGE_MASK;
1926                 length = PAGE_SIZE - offset;
1927                 if (length > count)
1928                         length = count;
1929                 p = vmalloc_to_page(addr);
1930                 /*
1931                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
1932                  * lock. But adding lock here means that we need to add
1933                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
1934                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
1935                  * kmap() and get small overhead in this access function.
1936                  */
1937                 if (p) {
1938                         /*
1939                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
1940                          * function description)
1941                          */
1942                         void *map = kmap_atomic(p);
1943                         memcpy(buf, map + offset, length);
1944                         kunmap_atomic(map);
1945                 } else
1946                         memset(buf, 0, length);
1947
1948                 addr += length;
1949                 buf += length;
1950                 copied += length;
1951                 count -= length;
1952         }
1953         return copied;
1954 }
1955
1956 static int aligned_vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1957 {
1958         struct page *p;
1959         int copied = 0;
1960
1961         while (count) {
1962                 unsigned long offset, length;
1963
1964                 offset = (unsigned long)addr & ~PAGE_MASK;
1965                 length = PAGE_SIZE - offset;
1966                 if (length > count)
1967                         length = count;
1968                 p = vmalloc_to_page(addr);
1969                 /*
1970                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
1971                  * lock. But adding lock here means that we need to add
1972                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
1973                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
1974                  * kmap() and get small overhead in this access function.
1975                  */
1976                 if (p) {
1977                         /*
1978                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
1979                          * function description)
1980                          */
1981                         void *map = kmap_atomic(p);
1982                         memcpy(map + offset, buf, length);
1983                         kunmap_atomic(map);
1984                 }
1985                 addr += length;
1986                 buf += length;
1987                 copied += length;
1988                 count -= length;
1989         }
1990         return copied;
1991 }
1992
1993 /**
1994  *      vread() -  read vmalloc area in a safe way.
1995  *      @buf:           buffer for reading data
1996  *      @addr:          vm address.
1997  *      @count:         number of bytes to be read.
1998  *
1999  *      Returns # of bytes which addr and buf should be increased.
2000  *      (same number to @count). Returns 0 if [addr...addr+count) doesn't
2001  *      includes any intersect with alive vmalloc area.
2002  *
2003  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2004  *      copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
2005  *      of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
2006  *      proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
2007  *      IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2008  *
2009  *      If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2010  *      vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2011  *
2012  *      Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
2013  *      should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2014  *      This is for routines which have to access vmalloc area without
2015  *      any informaion, as /dev/kmem.
2016  *
2017  */
2018
2019 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2020 {
2021         struct vmap_area *va;
2022         struct vm_struct *vm;
2023         char *vaddr, *buf_start = buf;
2024         unsigned long buflen = count;
2025         unsigned long n;
2026
2027         /* Don't allow overflow */
2028         if ((unsigned long) addr + count < count)
2029                 count = -(unsigned long) addr;
2030
2031         spin_lock(&vmap_area_lock);
2032         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2033                 if (!count)
2034                         break;
2035
2036                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2037                         continue;
2038
2039                 vm = va->vm;
2040                 vaddr = (char *) vm->addr;
2041                 if (addr >= vaddr + vm->size - PAGE_SIZE)
2042                         continue;
2043                 while (addr < vaddr) {
2044                         if (count == 0)
2045                                 goto finished;
2046                         *buf = '\0';
2047                         buf++;
2048                         addr++;
2049                         count--;
2050                 }
2051                 n = vaddr + vm->size - PAGE_SIZE - addr;
2052                 if (n > count)
2053                         n = count;
2054                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
2055                         aligned_vread(buf, addr, n);
2056                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
2057                         memset(buf, 0, n);
2058                 buf += n;
2059                 addr += n;
2060                 count -= n;
2061         }
2062 finished:
2063         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2064
2065         if (buf == buf_start)
2066                 return 0;
2067         /* zero-fill memory holes */
2068         if (buf != buf_start + buflen)
2069                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
2070
2071         return buflen;
2072 }
2073
2074 /**
2075  *      vwrite() -  write vmalloc area in a safe way.
2076  *      @buf:           buffer for source data
2077  *      @addr:          vm address.
2078  *      @count:         number of bytes to be read.
2079  *
2080  *      Returns # of bytes which addr and buf should be incresed.
2081  *      (same number to @count).
2082  *      If [addr...addr+count) doesn't includes any intersect with valid
2083  *      vmalloc area, returns 0.
2084  *
2085  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2086  *      copy data from a buffer to the given addr. If specified range of
2087  *      [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied from
2088  *      proper area of @buf. If there are memory holes, no copy to hole.
2089  *      IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2090  *
2091  *      If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2092  *      vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2093  *
2094  *      Note: In usual ops, vwrite() is never necessary because the caller
2095  *      should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2096  *      This is for routines which have to access vmalloc area without
2097  *      any informaion, as /dev/kmem.
2098  */
2099
2100 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2101 {
2102         struct vmap_area *va;
2103         struct vm_struct *vm;
2104         char *vaddr;
2105         unsigned long n, buflen;
2106         int copied = 0;
2107
2108         /* Don't allow overflow */
2109         if ((unsigned long) addr + count < count)
2110                 count = -(unsigned long) addr;
2111         buflen = count;
2112
2113         spin_lock(&vmap_area_lock);
2114         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2115                 if (!count)
2116                         break;
2117
2118                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2119                         continue;
2120
2121                 vm = va->vm;
2122                 vaddr = (char *) vm->addr;
2123                 if (addr >= vaddr + vm->size - PAGE_SIZE)
2124                         continue;
2125                 while (addr < vaddr) {
2126                         if (count == 0)
2127                                 goto finished;
2128                         buf++;
2129                         addr++;
2130                         count--;
2131                 }
2132                 n = vaddr + vm->size - PAGE_SIZE - addr;
2133                 if (n > count)
2134                         n = count;
2135                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP)) {
2136                         aligned_vwrite(buf, addr, n);
2137                         copied++;
2138                 }
2139                 buf += n;
2140                 addr += n;
2141                 count -= n;
2142         }
2143 finished:
2144         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2145         if (!copied)
2146                 return 0;
2147         return buflen;
2148 }
2149
2150 /**
2151  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
2152  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
2153  *      @addr:          vmalloc memory
2154  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
2155  *
2156  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
2157  *
2158  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2159  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
2160  *      that criteria isn't met.
2161  *
2162  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2163  */
2164 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
2165                                                 unsigned long pgoff)
2166 {
2167         struct vm_struct *area;
2168         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
2169         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
2170
2171         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
2172                 return -EINVAL;
2173
2174         area = find_vm_area(addr);
2175         if (!area)
2176                 return -EINVAL;
2177
2178         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
2179                 return -EINVAL;
2180
2181         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
2182                 return -EINVAL;
2183
2184         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
2185         do {
2186                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
2187                 int ret;
2188
2189                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
2190                 if (ret)
2191                         return ret;
2192
2193                 uaddr += PAGE_SIZE;
2194                 addr += PAGE_SIZE;
2195                 usize -= PAGE_SIZE;
2196         } while (usize > 0);
2197
2198         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
2199
2200         return 0;
2201 }
2202 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
2203
2204 /*
2205  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
2206  * have one.
2207  */
2208 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
2209 {
2210 }
2211
2212
2213 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
2214 {
2215         pte_t ***p = data;
2216
2217         if (p) {
2218                 *(*p) = pte;
2219                 (*p)++;
2220         }
2221         return 0;
2222 }
2223
2224 /**
2225  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
2226  *      @size:          size of the area
2227  *      @ptes:          returns the PTEs for the address space
2228  *
2229  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
2230  *
2231  *      This function reserves a range of kernel address space, and
2232  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
2233  *      are created.
2234  *
2235  *      If @ptes is non-NULL, pointers to the PTEs (in init_mm)
2236  *      allocated for the VM area are returned.
2237  */
2238 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size, pte_t **ptes)
2239 {
2240         struct vm_struct *area;
2241
2242         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
2243                                 __builtin_return_address(0));
2244         if (area == NULL)
2245                 return NULL;
2246
2247         /*
2248          * This ensures that page tables are constructed for this region
2249          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
2250          */
2251         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
2252                                 size, f, ptes ? &ptes : NULL)) {
2253                 free_vm_area(area);
2254                 return NULL;
2255         }
2256
2257         return area;
2258 }
2259 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
2260
2261 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
2262 {
2263         struct vm_struct *ret;
2264         ret = remove_vm_area(area->addr);
2265         BUG_ON(ret != area);
2266         kfree(area);
2267 }
2268 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
2269
2270 #ifdef CONFIG_SMP
2271 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
2272 {
2273         return n ? rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node) : NULL;
2274 }
2275
2276 /**
2277  * pvm_find_next_prev - find the next and prev vmap_area surrounding @end
2278  * @end: target address
2279  * @pnext: out arg for the next vmap_area
2280  * @pprev: out arg for the previous vmap_area
2281  *
2282  * Returns: %true if either or both of next and prev are found,
2283  *          %false if no vmap_area exists
2284  *
2285  * Find vmap_areas end addresses of which enclose @end.  ie. if not
2286  * NULL, *pnext->va_end > @end and *pprev->va_end <= @end.
2287  */
2288 static bool pvm_find_next_prev(unsigned long end,
2289                                struct vmap_area **pnext,
2290                                struct vmap_area **pprev)
2291 {
2292         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
2293         struct vmap_area *va = NULL;
2294
2295         while (n) {
2296                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
2297                 if (end < va->va_end)
2298                         n = n->rb_left;
2299                 else if (end > va->va_end)
2300                         n = n->rb_right;
2301                 else
2302                         break;
2303         }
2304
2305         if (!va)
2306                 return false;
2307
2308         if (va->va_end > end) {
2309                 *pnext = va;
2310                 *pprev = node_to_va(rb_prev(&(*pnext)->rb_node));
2311         } else {
2312                 *pprev = va;
2313                 *pnext = node_to_va(rb_next(&(*pprev)->rb_node));
2314         }
2315         return true;
2316 }
2317
2318 /**
2319  * pvm_determine_end - find the highest aligned address between two vmap_areas
2320  * @pnext: in/out arg for the next vmap_area
2321  * @pprev: in/out arg for the previous vmap_area
2322  * @align: alignment
2323  *
2324  * Returns: determined end address
2325  *
2326  * Find the highest aligned address between *@pnext and *@pprev below
2327  * VMALLOC_END.  *@pnext and *@pprev are adjusted so that the aligned
2328  * down address is between the end addresses of the two vmap_areas.
2329  *
2330  * Please note that the address returned by this function may fall
2331  * inside *@pnext vmap_area.  The caller is responsible for checking
2332  * that.
2333  */
2334 static unsigned long pvm_determine_end(struct vmap_area **pnext,
2335                                        struct vmap_area **pprev,
2336                                        unsigned long align)
2337 {
2338         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
2339         unsigned long addr;
2340
2341         if (*pnext)
2342                 addr = min((*pnext)->va_start & ~(align - 1), vmalloc_end);
2343         else
2344                 addr = vmalloc_end;
2345
2346         while (*pprev && (*pprev)->va_end > addr) {
2347                 *pnext = *pprev;
2348                 *pprev = node_to_va(rb_prev(&(*pnext)->rb_node));
2349         }
2350
2351         return addr;
2352 }
2353
2354 /**
2355  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
2356  * @offsets: array containing offset of each area
2357  * @sizes: array containing size of each area
2358  * @nr_vms: the number of areas to allocate
2359  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
2360  *
2361  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
2362  *          vm_structs on success, %NULL on failure
2363  *
2364  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
2365  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
2366  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
2367  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
2368  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
2369  * areas are allocated from top.
2370  *
2371  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple.  It
2372  * does everything top-down and scans areas from the end looking for
2373  * matching slot.  While scanning, if any of the areas overlaps with
2374  * existing vmap_area, the base address is pulled down to fit the
2375  * area.  Scanning is repeated till all the areas fit and then all
2376  * necessary data structres are inserted and the result is returned.
2377  */
2378 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
2379                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
2380                                      size_t align)
2381 {
2382         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
2383         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
2384         struct vmap_area **vas, *prev, *next;
2385         struct vm_struct **vms;
2386         int area, area2, last_area, term_area;
2387         unsigned long base, start, end, last_end;
2388         bool purged = false;
2389
2390         /* verify parameters and allocate data structures */
2391         BUG_ON(align & ~PAGE_MASK || !is_power_of_2(align));
2392         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
2393                 start = offsets[area];
2394                 end = start + sizes[area];
2395
2396                 /* is everything aligned properly? */
2397                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
2398                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
2399
2400                 /* detect the area with the highest address */
2401                 if (start > offsets[last_area])
2402                         last_area = area;
2403
2404                 for (area2 = 0; area2 < nr_vms; area2++) {
2405                         unsigned long start2 = offsets[area2];
2406                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
2407
2408                         if (area2 == area)
2409                                 continue;
2410
2411                         BUG_ON(start2 >= start && start2 < end);
2412                         BUG_ON(end2 <= end && end2 > start);
2413                 }
2414         }
2415         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
2416
2417         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
2418                 WARN_ON(true);
2419                 return NULL;
2420         }
2421
2422         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
2423         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
2424         if (!vas || !vms)
2425                 goto err_free2;
2426
2427         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2428                 vas[area] = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_KERNEL);
2429                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
2430                 if (!vas[area] || !vms[area])
2431                         goto err_free;
2432         }
2433 retry:
2434         spin_lock(&vmap_area_lock);
2435
2436         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
2437         area = term_area = last_area;
2438         start = offsets[area];
2439         end = start + sizes[area];
2440
2441         if (!pvm_find_next_prev(vmap_area_pcpu_hole, &next, &prev)) {
2442                 base = vmalloc_end - last_end;
2443                 goto found;
2444         }
2445         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2446
2447         while (true) {
2448                 BUG_ON(next && next->va_end <= base + end);
2449                 BUG_ON(prev && prev->va_end > base + end);
2450
2451                 /*
2452                  * base might have underflowed, add last_end before
2453                  * comparing.
2454                  */
2455                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end) {
2456                         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2457                         if (!purged) {
2458                                 purge_vmap_area_lazy();
2459                                 purged = true;
2460                                 goto retry;
2461                         }
2462                         goto err_free;
2463                 }
2464
2465                 /*
2466                  * If next overlaps, move base downwards so that it's
2467                  * right below next and then recheck.
2468                  */
2469                 if (next && next->va_start < base + end) {
2470                         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2471                         term_area = area;
2472                         continue;
2473                 }
2474
2475                 /*
2476                  * If prev overlaps, shift down next and prev and move
2477                  * base so that it's right below new next and then
2478                  * recheck.
2479                  */
2480                 if (prev && prev->va_end > base + start)  {
2481                         next = prev;
2482                         prev = node_to_va(rb_prev(&next->rb_node));
2483                         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2484                         term_area = area;
2485                         continue;
2486                 }
2487
2488                 /*
2489                  * This area fits, move on to the previous one.  If
2490                  * the previous one is the terminal one, we're done.
2491                  */
2492                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
2493                 if (area == term_area)
2494                         break;
2495                 start = offsets[area];
2496                 end = start + sizes[area];
2497                 pvm_find_next_prev(base + end, &next, &prev);
2498         }
2499 found:
2500         /* we've found a fitting base, insert all va's */
2501         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2502                 struct vmap_area *va = vas[area];
2503
2504                 va->va_start = base + offsets[area];
2505                 va->va_end = va->va_start + sizes[area];
2506                 __insert_vmap_area(va);
2507         }
2508
2509         vmap_area_pcpu_hole = base + offsets[last_area];
2510
2511         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2512
2513         /* insert all vm's */
2514         for (area = 0; area < nr_vms; area++)
2515                 insert_vmalloc_vm(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
2516                                   pcpu_get_vm_areas);
2517
2518         kfree(vas);
2519         return vms;
2520
2521 err_free:
2522         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2523                 kfree(vas[area]);
2524                 kfree(vms[area]);
2525         }
2526 err_free2:
2527         kfree(vas);
2528         kfree(vms);
2529         return NULL;
2530 }
2531
2532 /**
2533  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
2534  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
2535  * @nr_vms: the number of allocated areas
2536  *
2537  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
2538  */
2539 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
2540 {
2541         int i;
2542
2543         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
2544                 free_vm_area(vms[i]);
2545         kfree(vms);
2546 }
2547 #endif  /* CONFIG_SMP */
2548
2549 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2550 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2551         __acquires(&vmap_area_lock)
2552 {
2553         loff_t n = *pos;
2554         struct vmap_area *va;
2555
2556         spin_lock(&vmap_area_lock);
2557         va = list_entry((&vmap_area_list)->next, typeof(*va), list);
2558         while (n > 0 && &va->list != &vmap_area_list) {
2559                 n--;
2560                 va = list_entry(va->list.next, typeof(*va), list);
2561         }
2562         if (!n && &va->list != &vmap_area_list)
2563                 return va;
2564
2565         return NULL;
2566
2567 }
2568
2569 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2570 {
2571         struct vmap_area *va = p, *next;
2572
2573         ++*pos;
2574         next = list_entry(va->list.next, typeof(*va), list);
2575         if (&next->list != &vmap_area_list)
2576                 return next;
2577
2578         return NULL;
2579 }
2580
2581 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2582         __releases(&vmap_area_lock)
2583 {
2584         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2585 }
2586
2587 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
2588 {
2589         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
2590                 unsigned int nr, *counters = m->private;
2591
2592                 if (!counters)
2593                         return;
2594
2595                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_unlist() */
2596                 smp_rmb();
2597                 if (v->flags & VM_UNLIST)
2598                         return;
2599
2600                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
2601
2602                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
2603                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
2604
2605                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
2606                         if (counters[nr])
2607                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
2608         }
2609 }
2610
2611 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2612 {
2613         struct vmap_area *va = p;
2614         struct vm_struct *v;
2615
2616         if (va->flags & (VM_LAZY_FREE | VM_LAZY_FREEING))
2617                 return 0;
2618
2619         if (!(va->flags & VM_VM_AREA)) {
2620                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld vm_map_ram\n",
2621                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
2622                                         va->va_end - va->va_start);
2623                 return 0;
2624         }
2625
2626         v = va->vm;
2627
2628         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
2629                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
2630
2631         if (v->caller)
2632                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
2633
2634         if (v->nr_pages)
2635                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
2636
2637         if (v->phys_addr)
2638                 seq_printf(m, " phys=%llx", (unsigned long long)v->phys_addr);
2639
2640         if (v->flags & VM_IOREMAP)
2641                 seq_printf(m, " ioremap");
2642
2643         if (v->flags & VM_ALLOC)
2644                 seq_printf(m, " vmalloc");
2645
2646         if (v->flags & VM_MAP)
2647                 seq_printf(m, " vmap");
2648
2649         if (v->flags & VM_USERMAP)
2650                 seq_printf(m, " user");
2651
2652         if (v->flags & VM_VPAGES)
2653                 seq_printf(m, " vpages");
2654
2655         show_numa_info(m, v);
2656         seq_putc(m, '\n');
2657         return 0;
2658 }
2659
2660 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
2661         .start = s_start,
2662         .next = s_next,
2663         .stop = s_stop,
2664         .show = s_show,
2665 };
2666
2667 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
2668 {
2669         unsigned int *ptr = NULL;
2670         int ret;
2671
2672         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
2673                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
2674                 if (ptr == NULL)
2675                         return -ENOMEM;
2676         }
2677         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
2678         if (!ret) {
2679                 struct seq_file *m = file->private_data;
2680                 m->private = ptr;
2681         } else
2682                 kfree(ptr);
2683         return ret;
2684 }
2685
2686 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
2687         .open           = vmalloc_open,
2688         .read           = seq_read,
2689         .llseek         = seq_lseek,
2690         .release        = seq_release_private,
2691 };
2692
2693 static int __init proc_vmalloc_init(void)
2694 {
2695         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
2696         return 0;
2697 }
2698 module_init(proc_vmalloc_init);
2699
2700 void get_vmalloc_info(struct vmalloc_info *vmi)
2701 {
2702         struct vmap_area *va;
2703         unsigned long free_area_size;
2704         unsigned long prev_end;
2705
2706         vmi->used = 0;
2707         vmi->largest_chunk = 0;
2708
2709         prev_end = VMALLOC_START;
2710
2711         spin_lock(&vmap_area_lock);
2712
2713         if (list_empty(&vmap_area_list)) {
2714                 vmi->largest_chunk = VMALLOC_TOTAL;
2715                 goto out;
2716         }
2717
2718         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2719                 unsigned long addr = va->va_start;
2720
2721                 /*
2722                  * Some archs keep another range for modules in vmalloc space
2723                  */
2724                 if (addr < VMALLOC_START)
2725                         continue;
2726                 if (addr >= VMALLOC_END)
2727                         break;
2728
2729                 if (va->flags & (VM_LAZY_FREE | VM_LAZY_FREEING))
2730                         continue;
2731
2732                 vmi->used += (va->va_end - va->va_start);
2733
2734                 free_area_size = addr - prev_end;
2735                 if (vmi->largest_chunk < free_area_size)
2736                         vmi->largest_chunk = free_area_size;
2737
2738                 prev_end = va->va_end;
2739         }
2740
2741         if (VMALLOC_END - prev_end > vmi->largest_chunk)
2742                 vmi->largest_chunk = VMALLOC_END - prev_end;
2743
2744 out:
2745         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2746 }
2747 #endif
2748