mm/vmalloc.c

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