]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/vmalloc.c
7e00b280648a2275a65acc17a696142c5de857d0
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / 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/mutex.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/bootmem.h>
28
29 #include <asm/atomic.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include <asm/tlbflush.h>
32
33
34 /*** Page table manipulation functions ***/
35
36 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
37 {
38         pte_t *pte;
39
40         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
41         do {
42                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
43                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
44         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
45 }
46
47 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
48 {
49         pmd_t *pmd;
50         unsigned long next;
51
52         pmd = pmd_offset(pud, addr);
53         do {
54                 next = pmd_addr_end(addr, end);
55                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
56                         continue;
57                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
58         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
59 }
60
61 static void vunmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
62 {
63         pud_t *pud;
64         unsigned long next;
65
66         pud = pud_offset(pgd, addr);
67         do {
68                 next = pud_addr_end(addr, end);
69                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
70                         continue;
71                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
72         } while (pud++, addr = next, addr != end);
73 }
74
75 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
76 {
77         pgd_t *pgd;
78         unsigned long next;
79
80         BUG_ON(addr >= end);
81         pgd = pgd_offset_k(addr);
82         do {
83                 next = pgd_addr_end(addr, end);
84                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
85                         continue;
86                 vunmap_pud_range(pgd, addr, next);
87         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
88 }
89
90 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
91                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
92 {
93         pte_t *pte;
94
95         /*
96          * nr is a running index into the array which helps higher level
97          * callers keep track of where we're up to.
98          */
99
100         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
101         if (!pte)
102                 return -ENOMEM;
103         do {
104                 struct page *page = pages[*nr];
105
106                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
107                         return -EBUSY;
108                 if (WARN_ON(!page))
109                         return -ENOMEM;
110                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
111                 (*nr)++;
112         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
113         return 0;
114 }
115
116 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
117                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
118 {
119         pmd_t *pmd;
120         unsigned long next;
121
122         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
123         if (!pmd)
124                 return -ENOMEM;
125         do {
126                 next = pmd_addr_end(addr, end);
127                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
128                         return -ENOMEM;
129         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
130         return 0;
131 }
132
133 static int vmap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
134                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
135 {
136         pud_t *pud;
137         unsigned long next;
138
139         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
140         if (!pud)
141                 return -ENOMEM;
142         do {
143                 next = pud_addr_end(addr, end);
144                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
145                         return -ENOMEM;
146         } while (pud++, addr = next, addr != end);
147         return 0;
148 }
149
150 /*
151  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
152  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
153  *
154  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
155  */
156 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
157                                 pgprot_t prot, struct page **pages)
158 {
159         pgd_t *pgd;
160         unsigned long next;
161         unsigned long addr = start;
162         int err = 0;
163         int nr = 0;
164
165         BUG_ON(addr >= end);
166         pgd = pgd_offset_k(addr);
167         do {
168                 next = pgd_addr_end(addr, end);
169                 err = vmap_pud_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
170                 if (err)
171                         break;
172         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
173         flush_cache_vmap(start, end);
174
175         if (unlikely(err))
176                 return err;
177         return nr;
178 }
179
180 static inline int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
181 {
182         /*
183          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
184          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
185          * just put it in the vmalloc space.
186          */
187 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
188         unsigned long addr = (unsigned long)x;
189         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
190                 return 1;
191 #endif
192         return is_vmalloc_addr(x);
193 }
194
195 /*
196  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
197  */
198 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
199 {
200         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
201         struct page *page = NULL;
202         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
203
204         /*
205          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
206          * architectures that do not vmalloc module space
207          */
208         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
209
210         if (!pgd_none(*pgd)) {
211                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
212                 if (!pud_none(*pud)) {
213                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
214                         if (!pmd_none(*pmd)) {
215                                 pte_t *ptep, pte;
216
217                                 ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
218                                 pte = *ptep;
219                                 if (pte_present(pte))
220                                         page = pte_page(pte);
221                                 pte_unmap(ptep);
222                         }
223                 }
224         }
225         return page;
226 }
227 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
228
229 /*
230  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
231  */
232 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
233 {
234         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
235 }
236 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
237
238
239 /*** Global kva allocator ***/
240
241 #define VM_LAZY_FREE    0x01
242 #define VM_LAZY_FREEING 0x02
243 #define VM_VM_AREA      0x04
244
245 struct vmap_area {
246         unsigned long va_start;
247         unsigned long va_end;
248         unsigned long flags;
249         struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */
250         struct list_head list;          /* address sorted list */
251         struct list_head purge_list;    /* "lazy purge" list */
252         void *private;
253         struct rcu_head rcu_head;
254 };
255
256 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
257 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
258 static LIST_HEAD(vmap_area_list);
259
260 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
261 {
262         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
263
264         while (n) {
265                 struct vmap_area *va;
266
267                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
268                 if (addr < va->va_start)
269                         n = n->rb_left;
270                 else if (addr > va->va_start)
271                         n = n->rb_right;
272                 else
273                         return va;
274         }
275
276         return NULL;
277 }
278
279 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
280 {
281         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
282         struct rb_node *parent = NULL;
283         struct rb_node *tmp;
284
285         while (*p) {
286                 struct vmap_area *tmp;
287
288                 parent = *p;
289                 tmp = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
290                 if (va->va_start < tmp->va_end)
291                         p = &(*p)->rb_left;
292                 else if (va->va_end > tmp->va_start)
293                         p = &(*p)->rb_right;
294                 else
295                         BUG();
296         }
297
298         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
299         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
300
301         /* address-sort this list so it is usable like the vmlist */
302         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
303         if (tmp) {
304                 struct vmap_area *prev;
305                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
306                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
307         } else
308                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
309 }
310
311 static void purge_vmap_area_lazy(void);
312
313 /*
314  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
315  * vstart and vend.
316  */
317 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
318                                 unsigned long align,
319                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
320                                 int node, gfp_t gfp_mask)
321 {
322         struct vmap_area *va;
323         struct rb_node *n;
324         unsigned long addr;
325         int purged = 0;
326
327         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
328
329         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
330                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
331         if (unlikely(!va))
332                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
333
334 retry:
335         addr = ALIGN(vstart, align);
336
337         spin_lock(&vmap_area_lock);
338         /* XXX: could have a last_hole cache */
339         n = vmap_area_root.rb_node;
340         if (n) {
341                 struct vmap_area *first = NULL;
342
343                 do {
344                         struct vmap_area *tmp;
345                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
346                         if (tmp->va_end >= addr) {
347                                 if (!first && tmp->va_start < addr + size)
348                                         first = tmp;
349                                 n = n->rb_left;
350                         } else {
351                                 first = tmp;
352                                 n = n->rb_right;
353                         }
354                 } while (n);
355
356                 if (!first)
357                         goto found;
358
359                 if (first->va_end < addr) {
360                         n = rb_next(&first->rb_node);
361                         if (n)
362                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
363                         else
364                                 goto found;
365                 }
366
367                 while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
368                         addr = ALIGN(first->va_end + PAGE_SIZE, align);
369
370                         n = rb_next(&first->rb_node);
371                         if (n)
372                                 first = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
373                         else
374                                 goto found;
375                 }
376         }
377 found:
378         if (addr + size > vend) {
379                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
380                 if (!purged) {
381                         purge_vmap_area_lazy();
382                         purged = 1;
383                         goto retry;
384                 }
385                 if (printk_ratelimit())
386                         printk(KERN_WARNING
387                                 "vmap allocation for size %lu failed: "
388                                 "use vmalloc=<size> to increase size.\n", size);
389                 return ERR_PTR(-EBUSY);
390         }
391
392         BUG_ON(addr & (align-1));
393
394         va->va_start = addr;
395         va->va_end = addr + size;
396         va->flags = 0;
397         __insert_vmap_area(va);
398         spin_unlock(&vmap_area_lock);
399
400         return va;
401 }
402
403 static void rcu_free_va(struct rcu_head *head)
404 {
405         struct vmap_area *va = container_of(head, struct vmap_area, rcu_head);
406
407         kfree(va);
408 }
409
410 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
411 {
412         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
413         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
414         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
415         list_del_rcu(&va->list);
416
417         call_rcu(&va->rcu_head, rcu_free_va);
418 }
419
420 /*
421  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
422  */
423 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
424 {
425         spin_lock(&vmap_area_lock);
426         __free_vmap_area(va);
427         spin_unlock(&vmap_area_lock);
428 }
429
430 /*
431  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
432  */
433 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
434 {
435         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
436 }
437
438 static void vmap_debug_free_range(unsigned long start, unsigned long end)
439 {
440         /*
441          * Unmap page tables and force a TLB flush immediately if
442          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC is set. This catches use after free
443          * bugs similarly to those in linear kernel virtual address
444          * space after a page has been freed.
445          *
446          * All the lazy freeing logic is still retained, in order to
447          * minimise intrusiveness of this debugging feature.
448          *
449          * This is going to be *slow* (linear kernel virtual address
450          * debugging doesn't do a broadcast TLB flush so it is a lot
451          * faster).
452          */
453 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
454         vunmap_page_range(start, end);
455         flush_tlb_kernel_range(start, end);
456 #endif
457 }
458
459 /*
460  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
461  * before attempting to purge with a TLB flush.
462  *
463  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
464  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
465  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
466  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
467  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
468  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
469  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
470  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
471  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
472  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
473  * becomes a problem on bigger systems.
474  */
475 static unsigned long lazy_max_pages(void)
476 {
477         unsigned int log;
478
479         log = fls(num_online_cpus());
480
481         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
482 }
483
484 static atomic_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_INIT(0);
485
486 /*
487  * Purges all lazily-freed vmap areas.
488  *
489  * If sync is 0 then don't purge if there is already a purge in progress.
490  * If force_flush is 1, then flush kernel TLBs between *start and *end even
491  * if we found no lazy vmap areas to unmap (callers can use this to optimise
492  * their own TLB flushing).
493  * Returns with *start = min(*start, lowest purged address)
494  *              *end = max(*end, highest purged address)
495  */
496 static void __purge_vmap_area_lazy(unsigned long *start, unsigned long *end,
497                                         int sync, int force_flush)
498 {
499         static DEFINE_MUTEX(purge_lock);
500         LIST_HEAD(valist);
501         struct vmap_area *va;
502         int nr = 0;
503
504         /*
505          * If sync is 0 but force_flush is 1, we'll go sync anyway but callers
506          * should not expect such behaviour. This just simplifies locking for
507          * the case that isn't actually used at the moment anyway.
508          */
509         if (!sync && !force_flush) {
510                 if (!mutex_trylock(&purge_lock))
511                         return;
512         } else
513                 mutex_lock(&purge_lock);
514
515         rcu_read_lock();
516         list_for_each_entry_rcu(va, &vmap_area_list, list) {
517                 if (va->flags & VM_LAZY_FREE) {
518                         if (va->va_start < *start)
519                                 *start = va->va_start;
520                         if (va->va_end > *end)
521                                 *end = va->va_end;
522                         nr += (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
523                         unmap_vmap_area(va);
524                         list_add_tail(&va->purge_list, &valist);
525                         va->flags |= VM_LAZY_FREEING;
526                         va->flags &= ~VM_LAZY_FREE;
527                 }
528         }
529         rcu_read_unlock();
530
531         if (nr) {
532                 BUG_ON(nr > atomic_read(&vmap_lazy_nr));
533                 atomic_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
534         }
535
536         if (nr || force_flush)
537                 flush_tlb_kernel_range(*start, *end);
538
539         if (nr) {
540                 spin_lock(&vmap_area_lock);
541                 list_for_each_entry(va, &valist, purge_list)
542                         __free_vmap_area(va);
543                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
544         }
545         mutex_unlock(&purge_lock);
546 }
547
548 /*
549  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
550  * is already purging.
551  */
552 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
553 {
554         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
555
556         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 0, 0);
557 }
558
559 /*
560  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
561  */
562 static void purge_vmap_area_lazy(void)
563 {
564         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
565
566         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, 0);
567 }
568
569 /*
570  * Free and unmap a vmap area, caller ensuring flush_cache_vunmap had been
571  * called for the correct range previously.
572  */
573 static void free_unmap_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
574 {
575         va->flags |= VM_LAZY_FREE;
576         atomic_add((va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
577         if (unlikely(atomic_read(&vmap_lazy_nr) > lazy_max_pages()))
578                 try_purge_vmap_area_lazy();
579 }
580
581 /*
582  * Free and unmap a vmap area
583  */
584 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
585 {
586         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
587         free_unmap_vmap_area_noflush(va);
588 }
589
590 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
591 {
592         struct vmap_area *va;
593
594         spin_lock(&vmap_area_lock);
595         va = __find_vmap_area(addr);
596         spin_unlock(&vmap_area_lock);
597
598         return va;
599 }
600
601 static void free_unmap_vmap_area_addr(unsigned long addr)
602 {
603         struct vmap_area *va;
604
605         va = find_vmap_area(addr);
606         BUG_ON(!va);
607         free_unmap_vmap_area(va);
608 }
609
610
611 /*** Per cpu kva allocator ***/
612
613 /*
614  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
615  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
616  */
617 /*
618  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
619  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
620  * instead (we just need a rough idea)
621  */
622 #if BITS_PER_LONG == 32
623 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
624 #else
625 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
626 #endif
627
628 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
629 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
630 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
631 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
632 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
633 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
634 #define VMAP_BBMAP_BITS         VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,           \
635                                         VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
636                                                 VMALLOC_PAGES / NR_CPUS / 16))
637
638 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
639
640 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
641
642 struct vmap_block_queue {
643         spinlock_t lock;
644         struct list_head free;
645         struct list_head dirty;
646         unsigned int nr_dirty;
647 };
648
649 struct vmap_block {
650         spinlock_t lock;
651         struct vmap_area *va;
652         struct vmap_block_queue *vbq;
653         unsigned long free, dirty;
654         DECLARE_BITMAP(alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
655         DECLARE_BITMAP(dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
656         union {
657                 struct {
658                         struct list_head free_list;
659                         struct list_head dirty_list;
660                 };
661                 struct rcu_head rcu_head;
662         };
663 };
664
665 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
666 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
667
668 /*
669  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
670  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
671  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
672  */
673 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
674 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
675
676 /*
677  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
678  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
679  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
680  * big problem.
681  */
682
683 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
684 {
685         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
686         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
687         return addr;
688 }
689
690 static struct vmap_block *new_vmap_block(gfp_t gfp_mask)
691 {
692         struct vmap_block_queue *vbq;
693         struct vmap_block *vb;
694         struct vmap_area *va;
695         unsigned long vb_idx;
696         int node, err;
697
698         node = numa_node_id();
699
700         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
701                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
702         if (unlikely(!vb))
703                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
704
705         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
706                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
707                                         node, gfp_mask);
708         if (unlikely(IS_ERR(va))) {
709                 kfree(vb);
710                 return ERR_PTR(PTR_ERR(va));
711         }
712
713         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
714         if (unlikely(err)) {
715                 kfree(vb);
716                 free_vmap_area(va);
717                 return ERR_PTR(err);
718         }
719
720         spin_lock_init(&vb->lock);
721         vb->va = va;
722         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS;
723         vb->dirty = 0;
724         bitmap_zero(vb->alloc_map, VMAP_BBMAP_BITS);
725         bitmap_zero(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
726         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
727         INIT_LIST_HEAD(&vb->dirty_list);
728
729         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
730         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
731         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
732         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
733         BUG_ON(err);
734         radix_tree_preload_end();
735
736         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
737         vb->vbq = vbq;
738         spin_lock(&vbq->lock);
739         list_add(&vb->free_list, &vbq->free);
740         spin_unlock(&vbq->lock);
741         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
742
743         return vb;
744 }
745
746 static void rcu_free_vb(struct rcu_head *head)
747 {
748         struct vmap_block *vb = container_of(head, struct vmap_block, rcu_head);
749
750         kfree(vb);
751 }
752
753 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
754 {
755         struct vmap_block *tmp;
756         unsigned long vb_idx;
757
758         spin_lock(&vb->vbq->lock);
759         if (!list_empty(&vb->free_list))
760                 list_del(&vb->free_list);
761         if (!list_empty(&vb->dirty_list))
762                 list_del(&vb->dirty_list);
763         spin_unlock(&vb->vbq->lock);
764
765         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
766         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
767         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
768         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
769         BUG_ON(tmp != vb);
770
771         free_unmap_vmap_area_noflush(vb->va);
772         call_rcu(&vb->rcu_head, rcu_free_vb);
773 }
774
775 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
776 {
777         struct vmap_block_queue *vbq;
778         struct vmap_block *vb;
779         unsigned long addr = 0;
780         unsigned int order;
781
782         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
783         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
784         order = get_order(size);
785
786 again:
787         rcu_read_lock();
788         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
789         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
790                 int i;
791
792                 spin_lock(&vb->lock);
793                 i = bitmap_find_free_region(vb->alloc_map,
794                                                 VMAP_BBMAP_BITS, order);
795
796                 if (i >= 0) {
797                         addr = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
798                         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) !=
799                                         addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
800                         vb->free -= 1UL << order;
801                         if (vb->free == 0) {
802                                 spin_lock(&vbq->lock);
803                                 list_del_init(&vb->free_list);
804                                 spin_unlock(&vbq->lock);
805                         }
806                         spin_unlock(&vb->lock);
807                         break;
808                 }
809                 spin_unlock(&vb->lock);
810         }
811         put_cpu_var(vmap_cpu_blocks);
812         rcu_read_unlock();
813
814         if (!addr) {
815                 vb = new_vmap_block(gfp_mask);
816                 if (IS_ERR(vb))
817                         return vb;
818                 goto again;
819         }
820
821         return (void *)addr;
822 }
823
824 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
825 {
826         unsigned long offset;
827         unsigned long vb_idx;
828         unsigned int order;
829         struct vmap_block *vb;
830
831         BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
832         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
833
834         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
835
836         order = get_order(size);
837
838         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
839
840         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
841         rcu_read_lock();
842         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
843         rcu_read_unlock();
844         BUG_ON(!vb);
845
846         spin_lock(&vb->lock);
847         bitmap_allocate_region(vb->dirty_map, offset >> PAGE_SHIFT, order);
848         if (!vb->dirty) {
849                 spin_lock(&vb->vbq->lock);
850                 list_add(&vb->dirty_list, &vb->vbq->dirty);
851                 spin_unlock(&vb->vbq->lock);
852         }
853         vb->dirty += 1UL << order;
854         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
855                 BUG_ON(vb->free || !list_empty(&vb->free_list));
856                 spin_unlock(&vb->lock);
857                 free_vmap_block(vb);
858         } else
859                 spin_unlock(&vb->lock);
860 }
861
862 /**
863  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
864  *
865  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
866  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
867  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
868  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
869  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
870  *
871  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
872  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
873  * from the vmap layer.
874  */
875 void vm_unmap_aliases(void)
876 {
877         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
878         int cpu;
879         int flush = 0;
880
881         if (unlikely(!vmap_initialized))
882                 return;
883
884         for_each_possible_cpu(cpu) {
885                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
886                 struct vmap_block *vb;
887
888                 rcu_read_lock();
889                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
890                         int i;
891
892                         spin_lock(&vb->lock);
893                         i = find_first_bit(vb->dirty_map, VMAP_BBMAP_BITS);
894                         while (i < VMAP_BBMAP_BITS) {
895                                 unsigned long s, e;
896                                 int j;
897                                 j = find_next_zero_bit(vb->dirty_map,
898                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
899
900                                 s = vb->va->va_start + (i << PAGE_SHIFT);
901                                 e = vb->va->va_start + (j << PAGE_SHIFT);
902                                 vunmap_page_range(s, e);
903                                 flush = 1;
904
905                                 if (s < start)
906                                         start = s;
907                                 if (e > end)
908                                         end = e;
909
910                                 i = j;
911                                 i = find_next_bit(vb->dirty_map,
912                                                         VMAP_BBMAP_BITS, i);
913                         }
914                         spin_unlock(&vb->lock);
915                 }
916                 rcu_read_unlock();
917         }
918
919         __purge_vmap_area_lazy(&start, &end, 1, flush);
920 }
921 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
922
923 /**
924  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
925  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
926  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
927  */
928 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
929 {
930         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
931         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
932
933         BUG_ON(!addr);
934         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
935         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
936         BUG_ON(addr & (PAGE_SIZE-1));
937
938         debug_check_no_locks_freed(mem, size);
939         vmap_debug_free_range(addr, addr+size);
940
941         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC))
942                 vb_free(mem, size);
943         else
944                 free_unmap_vmap_area_addr(addr);
945 }
946 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
947
948 /**
949  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
950  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
951  * @count: number of pages
952  * @node: prefer to allocate data structures on this node
953  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
954  *
955  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
956  */
957 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
958 {
959         unsigned long size = count << PAGE_SHIFT;
960         unsigned long addr;
961         void *mem;
962
963         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
964                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
965                 if (IS_ERR(mem))
966                         return NULL;
967                 addr = (unsigned long)mem;
968         } else {
969                 struct vmap_area *va;
970                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
971                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
972                 if (IS_ERR(va))
973                         return NULL;
974
975                 addr = va->va_start;
976                 mem = (void *)addr;
977         }
978         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
979                 vm_unmap_ram(mem, count);
980                 return NULL;
981         }
982         return mem;
983 }
984 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
985
986 void __init vmalloc_init(void)
987 {
988         struct vmap_area *va;
989         struct vm_struct *tmp;
990         int i;
991
992         for_each_possible_cpu(i) {
993                 struct vmap_block_queue *vbq;
994
995                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
996                 spin_lock_init(&vbq->lock);
997                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
998                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->dirty);
999                 vbq->nr_dirty = 0;
1000         }
1001
1002         /* Import existing vmlist entries. */
1003         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1004                 va = alloc_bootmem(sizeof(struct vmap_area));
1005                 va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
1006                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1007                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1008                 __insert_vmap_area(va);
1009         }
1010         vmap_initialized = true;
1011 }
1012
1013 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1014 {
1015         unsigned long end = addr + size;
1016         vunmap_page_range(addr, end);
1017         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1018 }
1019
1020 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page ***pages)
1021 {
1022         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1023         unsigned long end = addr + area->size - PAGE_SIZE;
1024         int err;
1025
1026         err = vmap_page_range(addr, end, prot, *pages);
1027         if (err > 0) {
1028                 *pages += err;
1029                 err = 0;
1030         }
1031
1032         return err;
1033 }
1034 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1035
1036 /*** Old vmalloc interfaces ***/
1037 DEFINE_RWLOCK(vmlist_lock);
1038 struct vm_struct *vmlist;
1039
1040 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1041                 unsigned long flags, unsigned long start, unsigned long end,
1042                 int node, gfp_t gfp_mask, void *caller)
1043 {
1044         static struct vmap_area *va;
1045         struct vm_struct *area;
1046         struct vm_struct *tmp, **p;
1047         unsigned long align = 1;
1048
1049         BUG_ON(in_interrupt());
1050         if (flags & VM_IOREMAP) {
1051                 int bit = fls(size);
1052
1053                 if (bit > IOREMAP_MAX_ORDER)
1054                         bit = IOREMAP_MAX_ORDER;
1055                 else if (bit < PAGE_SHIFT)
1056                         bit = PAGE_SHIFT;
1057
1058                 align = 1ul << bit;
1059         }
1060
1061         size = PAGE_ALIGN(size);
1062         if (unlikely(!size))
1063                 return NULL;
1064
1065         area = kmalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1066         if (unlikely(!area))
1067                 return NULL;
1068
1069         /*
1070          * We always allocate a guard page.
1071          */
1072         size += PAGE_SIZE;
1073
1074         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1075         if (IS_ERR(va)) {
1076                 kfree(area);
1077                 return NULL;
1078         }
1079
1080         area->flags = flags;
1081         area->addr = (void *)va->va_start;
1082         area->size = size;
1083         area->pages = NULL;
1084         area->nr_pages = 0;
1085         area->phys_addr = 0;
1086         area->caller = caller;
1087         va->private = area;
1088         va->flags |= VM_VM_AREA;
1089
1090         write_lock(&vmlist_lock);
1091         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1092                 if (tmp->addr >= area->addr)
1093                         break;
1094         }
1095         area->next = *p;
1096         *p = area;
1097         write_unlock(&vmlist_lock);
1098
1099         return area;
1100 }
1101
1102 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1103                                 unsigned long start, unsigned long end)
1104 {
1105         return __get_vm_area_node(size, flags, start, end, -1, GFP_KERNEL,
1106                                                 __builtin_return_address(0));
1107 }
1108 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1109
1110 /**
1111  *      get_vm_area  -  reserve a contiguous kernel virtual area
1112  *      @size:          size of the area
1113  *      @flags:         %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1114  *
1115  *      Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1116  *      and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1117  *      on success or %NULL on failure.
1118  */
1119 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1120 {
1121         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1122                                 -1, GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1123 }
1124
1125 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1126                                 void *caller)
1127 {
1128         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1129                                                 -1, GFP_KERNEL, caller);
1130 }
1131
1132 struct vm_struct *get_vm_area_node(unsigned long size, unsigned long flags,
1133                                    int node, gfp_t gfp_mask)
1134 {
1135         return __get_vm_area_node(size, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END, node,
1136                                   gfp_mask, __builtin_return_address(0));
1137 }
1138
1139 static struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1140 {
1141         struct vmap_area *va;
1142
1143         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1144         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1145                 return va->private;
1146
1147         return NULL;
1148 }
1149
1150 /**
1151  *      remove_vm_area  -  find and remove a continuous kernel virtual area
1152  *      @addr:          base address
1153  *
1154  *      Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1155  *      This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1156  *      on SMP machines, except for its size or flags.
1157  */
1158 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1159 {
1160         struct vmap_area *va;
1161
1162         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1163         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1164                 struct vm_struct *vm = va->private;
1165                 struct vm_struct *tmp, **p;
1166
1167                 vmap_debug_free_range(va->va_start, va->va_end);
1168                 free_unmap_vmap_area(va);
1169                 vm->size -= PAGE_SIZE;
1170
1171                 write_lock(&vmlist_lock);
1172                 for (p = &vmlist; (tmp = *p) != vm; p = &tmp->next)
1173                         ;
1174                 *p = tmp->next;
1175                 write_unlock(&vmlist_lock);
1176
1177                 return vm;
1178         }
1179         return NULL;
1180 }
1181
1182 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1183 {
1184         struct vm_struct *area;
1185
1186         if (!addr)
1187                 return;
1188
1189         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr) {
1190                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() bad address (%p)\n", addr);
1191                 return;
1192         }
1193
1194         area = remove_vm_area(addr);
1195         if (unlikely(!area)) {
1196                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1197                                 addr);
1198                 return;
1199         }
1200
1201         debug_check_no_locks_freed(addr, area->size);
1202         debug_check_no_obj_freed(addr, area->size);
1203
1204         if (deallocate_pages) {
1205                 int i;
1206
1207                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1208                         struct page *page = area->pages[i];
1209
1210                         BUG_ON(!page);
1211                         __free_page(page);
1212                 }
1213
1214                 if (area->flags & VM_VPAGES)
1215                         vfree(area->pages);
1216                 else
1217                         kfree(area->pages);
1218         }
1219
1220         kfree(area);
1221         return;
1222 }
1223
1224 /**
1225  *      vfree  -  release memory allocated by vmalloc()
1226  *      @addr:          memory base address
1227  *
1228  *      Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1229  *      obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1230  *      NULL, no operation is performed.
1231  *
1232  *      Must not be called in interrupt context.
1233  */
1234 void vfree(const void *addr)
1235 {
1236         BUG_ON(in_interrupt());
1237         __vunmap(addr, 1);
1238 }
1239 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1240
1241 /**
1242  *      vunmap  -  release virtual mapping obtained by vmap()
1243  *      @addr:          memory base address
1244  *
1245  *      Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1246  *      which was created from the page array passed to vmap().
1247  *
1248  *      Must not be called in interrupt context.
1249  */
1250 void vunmap(const void *addr)
1251 {
1252         BUG_ON(in_interrupt());
1253         __vunmap(addr, 0);
1254 }
1255 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1256
1257 /**
1258  *      vmap  -  map an array of pages into virtually contiguous space
1259  *      @pages:         array of page pointers
1260  *      @count:         number of pages to map
1261  *      @flags:         vm_area->flags
1262  *      @prot:          page protection for the mapping
1263  *
1264  *      Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1265  *      space.
1266  */
1267 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1268                 unsigned long flags, pgprot_t prot)
1269 {
1270         struct vm_struct *area;
1271
1272         if (count > num_physpages)
1273                 return NULL;
1274
1275         area = get_vm_area_caller((count << PAGE_SHIFT), flags,
1276                                         __builtin_return_address(0));
1277         if (!area)
1278                 return NULL;
1279
1280         if (map_vm_area(area, prot, &pages)) {
1281                 vunmap(area->addr);
1282                 return NULL;
1283         }
1284
1285         return area->addr;
1286 }
1287 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1288
1289 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1290                             int node, void *caller);
1291 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1292                                  pgprot_t prot, int node, void *caller)
1293 {
1294         struct page **pages;
1295         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1296
1297         nr_pages = (area->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1298         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1299
1300         area->nr_pages = nr_pages;
1301         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1302         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1303                 pages = __vmalloc_node(array_size, gfp_mask | __GFP_ZERO,
1304                                 PAGE_KERNEL, node, caller);
1305                 area->flags |= VM_VPAGES;
1306         } else {
1307                 pages = kmalloc_node(array_size,
1308                                 (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO,
1309                                 node);
1310         }
1311         area->pages = pages;
1312         area->caller = caller;
1313         if (!area->pages) {
1314                 remove_vm_area(area->addr);
1315                 kfree(area);
1316                 return NULL;
1317         }
1318
1319         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1320                 struct page *page;
1321
1322                 if (node < 0)
1323                         page = alloc_page(gfp_mask);
1324                 else
1325                         page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, 0);
1326
1327                 if (unlikely(!page)) {
1328                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1329                         area->nr_pages = i;
1330                         goto fail;
1331                 }
1332                 area->pages[i] = page;
1333         }
1334
1335         if (map_vm_area(area, prot, &pages))
1336                 goto fail;
1337         return area->addr;
1338
1339 fail:
1340         vfree(area->addr);
1341         return NULL;
1342 }
1343
1344 void *__vmalloc_area(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1345 {
1346         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, -1,
1347                                         __builtin_return_address(0));
1348 }
1349
1350 /**
1351  *      __vmalloc_node  -  allocate virtually contiguous memory
1352  *      @size:          allocation size
1353  *      @gfp_mask:      flags for the page level allocator
1354  *      @prot:          protection mask for the allocated pages
1355  *      @node:          node to use for allocation or -1
1356  *      @caller:        caller's return address
1357  *
1358  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1359  *      allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1360  *      kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1361  */
1362 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1363                                                 int node, void *caller)
1364 {
1365         struct vm_struct *area;
1366
1367         size = PAGE_ALIGN(size);
1368         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > num_physpages)
1369                 return NULL;
1370
1371         area = __get_vm_area_node(size, VM_ALLOC, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1372                                                 node, gfp_mask, caller);
1373
1374         if (!area)
1375                 return NULL;
1376
1377         return __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node, caller);
1378 }
1379
1380 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1381 {
1382         return __vmalloc_node(size, gfp_mask, prot, -1,
1383                                 __builtin_return_address(0));
1384 }
1385 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1386
1387 /**
1388  *      vmalloc  -  allocate virtually contiguous memory
1389  *      @size:          allocation size
1390  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1391  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1392  *
1393  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1394  *      use __vmalloc() instead.
1395  */
1396 void *vmalloc(unsigned long size)
1397 {
1398         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1399                                         -1, __builtin_return_address(0));
1400 }
1401 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1402
1403 /**
1404  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1405  * @size: allocation size
1406  *
1407  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1408  * without leaking data.
1409  */
1410 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1411 {
1412         struct vm_struct *area;
1413         void *ret;
1414
1415         ret = __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
1416                              PAGE_KERNEL, -1, __builtin_return_address(0));
1417         if (ret) {
1418                 area = find_vm_area(ret);
1419                 area->flags |= VM_USERMAP;
1420         }
1421         return ret;
1422 }
1423 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1424
1425 /**
1426  *      vmalloc_node  -  allocate memory on a specific node
1427  *      @size:          allocation size
1428  *      @node:          numa node
1429  *
1430  *      Allocate enough pages to cover @size from the page level
1431  *      allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1432  *
1433  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1434  *      use __vmalloc() instead.
1435  */
1436 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
1437 {
1438         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL,
1439                                         node, __builtin_return_address(0));
1440 }
1441 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
1442
1443 #ifndef PAGE_KERNEL_EXEC
1444 # define PAGE_KERNEL_EXEC PAGE_KERNEL
1445 #endif
1446
1447 /**
1448  *      vmalloc_exec  -  allocate virtually contiguous, executable memory
1449  *      @size:          allocation size
1450  *
1451  *      Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
1452  *      the page level allocator and map them into contiguous and
1453  *      executable kernel virtual space.
1454  *
1455  *      For tight control over page level allocator and protection flags
1456  *      use __vmalloc() instead.
1457  */
1458
1459 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
1460 {
1461         return __vmalloc_node(size, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM, PAGE_KERNEL_EXEC,
1462                               -1, __builtin_return_address(0));
1463 }
1464
1465 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
1466 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
1467 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
1468 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA | GFP_KERNEL
1469 #else
1470 #define GFP_VMALLOC32 GFP_KERNEL
1471 #endif
1472
1473 /**
1474  *      vmalloc_32  -  allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
1475  *      @size:          allocation size
1476  *
1477  *      Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
1478  *      page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1479  */
1480 void *vmalloc_32(unsigned long size)
1481 {
1482         return __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
1483                               -1, __builtin_return_address(0));
1484 }
1485 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
1486
1487 /**
1488  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
1489  *      @size:          allocation size
1490  *
1491  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
1492  * mapped to userspace without leaking data.
1493  */
1494 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
1495 {
1496         struct vm_struct *area;
1497         void *ret;
1498
1499         ret = __vmalloc_node(size, GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1500                              -1, __builtin_return_address(0));
1501         if (ret) {
1502                 area = find_vm_area(ret);
1503                 area->flags |= VM_USERMAP;
1504         }
1505         return ret;
1506 }
1507 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
1508
1509 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1510 {
1511         struct vm_struct *tmp;
1512         char *vaddr, *buf_start = buf;
1513         unsigned long n;
1514
1515         /* Don't allow overflow */
1516         if ((unsigned long) addr + count < count)
1517                 count = -(unsigned long) addr;
1518
1519         read_lock(&vmlist_lock);
1520         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1521                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1522                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1523                         continue;
1524                 while (addr < vaddr) {
1525                         if (count == 0)
1526                                 goto finished;
1527                         *buf = '\0';
1528                         buf++;
1529                         addr++;
1530                         count--;
1531                 }
1532                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1533                 do {
1534                         if (count == 0)
1535                                 goto finished;
1536                         *buf = *addr;
1537                         buf++;
1538                         addr++;
1539                         count--;
1540                 } while (--n > 0);
1541         }
1542 finished:
1543         read_unlock(&vmlist_lock);
1544         return buf - buf_start;
1545 }
1546
1547 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
1548 {
1549         struct vm_struct *tmp;
1550         char *vaddr, *buf_start = buf;
1551         unsigned long n;
1552
1553         /* Don't allow overflow */
1554         if ((unsigned long) addr + count < count)
1555                 count = -(unsigned long) addr;
1556
1557         read_lock(&vmlist_lock);
1558         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1559                 vaddr = (char *) tmp->addr;
1560                 if (addr >= vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE)
1561                         continue;
1562                 while (addr < vaddr) {
1563                         if (count == 0)
1564                                 goto finished;
1565                         buf++;
1566                         addr++;
1567                         count--;
1568                 }
1569                 n = vaddr + tmp->size - PAGE_SIZE - addr;
1570                 do {
1571                         if (count == 0)
1572                                 goto finished;
1573                         *addr = *buf;
1574                         buf++;
1575                         addr++;
1576                         count--;
1577                 } while (--n > 0);
1578         }
1579 finished:
1580         read_unlock(&vmlist_lock);
1581         return buf - buf_start;
1582 }
1583
1584 /**
1585  *      remap_vmalloc_range  -  map vmalloc pages to userspace
1586  *      @vma:           vma to cover (map full range of vma)
1587  *      @addr:          vmalloc memory
1588  *      @pgoff:         number of pages into addr before first page to map
1589  *
1590  *      Returns:        0 for success, -Exxx on failure
1591  *
1592  *      This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
1593  *      that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
1594  *      that criteria isn't met.
1595  *
1596  *      Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
1597  */
1598 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
1599                                                 unsigned long pgoff)
1600 {
1601         struct vm_struct *area;
1602         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1603         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1604
1605         if ((PAGE_SIZE-1) & (unsigned long)addr)
1606                 return -EINVAL;
1607
1608         area = find_vm_area(addr);
1609         if (!area)
1610                 return -EINVAL;
1611
1612         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
1613                 return -EINVAL;
1614
1615         if (usize + (pgoff << PAGE_SHIFT) > area->size - PAGE_SIZE)
1616                 return -EINVAL;
1617
1618         addr += pgoff << PAGE_SHIFT;
1619         do {
1620                 struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
1621                 int ret;
1622
1623                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
1624                 if (ret)
1625                         return ret;
1626
1627                 uaddr += PAGE_SIZE;
1628                 addr += PAGE_SIZE;
1629                 usize -= PAGE_SIZE;
1630         } while (usize > 0);
1631
1632         /* Prevent "things" like memory migration? VM_flags need a cleanup... */
1633         vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
1634
1635         return 0;
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
1638
1639 /*
1640  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
1641  * have one.
1642  */
1643 void  __attribute__((weak)) vmalloc_sync_all(void)
1644 {
1645 }
1646
1647
1648 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
1649 {
1650         /* apply_to_page_range() does all the hard work. */
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 /**
1655  *      alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
1656  *      @size:          size of the area
1657  *
1658  *      Returns:        NULL on failure, vm_struct on success
1659  *
1660  *      This function reserves a range of kernel address space, and
1661  *      allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
1662  *      are created.  If the kernel address space is not shared
1663  *      between processes, it syncs the pagetable across all
1664  *      processes.
1665  */
1666 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size)
1667 {
1668         struct vm_struct *area;
1669
1670         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
1671                                 __builtin_return_address(0));
1672         if (area == NULL)
1673                 return NULL;
1674
1675         /*
1676          * This ensures that page tables are constructed for this region
1677          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
1678          */
1679         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
1680                                 area->size, f, NULL)) {
1681                 free_vm_area(area);
1682                 return NULL;
1683         }
1684
1685         /* Make sure the pagetables are constructed in process kernel
1686            mappings */
1687         vmalloc_sync_all();
1688
1689         return area;
1690 }
1691 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
1692
1693 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
1694 {
1695         struct vm_struct *ret;
1696         ret = remove_vm_area(area->addr);
1697         BUG_ON(ret != area);
1698         kfree(area);
1699 }
1700 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
1701
1702
1703 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1704 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1705 {
1706         loff_t n = *pos;
1707         struct vm_struct *v;
1708
1709         read_lock(&vmlist_lock);
1710         v = vmlist;
1711         while (n > 0 && v) {
1712                 n--;
1713                 v = v->next;
1714         }
1715         if (!n)
1716                 return v;
1717
1718         return NULL;
1719
1720 }
1721
1722 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1723 {
1724         struct vm_struct *v = p;
1725
1726         ++*pos;
1727         return v->next;
1728 }
1729
1730 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
1731 {
1732         read_unlock(&vmlist_lock);
1733 }
1734
1735 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
1736 {
1737         if (NUMA_BUILD) {
1738                 unsigned int nr, *counters = m->private;
1739
1740                 if (!counters)
1741                         return;
1742
1743                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
1744
1745                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
1746                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
1747
1748                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
1749                         if (counters[nr])
1750                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
1751         }
1752 }
1753
1754 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
1755 {
1756         struct vm_struct *v = p;
1757
1758         seq_printf(m, "0x%p-0x%p %7ld",
1759                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
1760
1761         if (v->caller) {
1762                 char buff[KSYM_SYMBOL_LEN];
1763
1764                 seq_putc(m, ' ');
1765                 sprint_symbol(buff, (unsigned long)v->caller);
1766                 seq_puts(m, buff);
1767         }
1768
1769         if (v->nr_pages)
1770                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
1771
1772         if (v->phys_addr)
1773                 seq_printf(m, " phys=%lx", v->phys_addr);
1774
1775         if (v->flags & VM_IOREMAP)
1776                 seq_printf(m, " ioremap");
1777
1778         if (v->flags & VM_ALLOC)
1779                 seq_printf(m, " vmalloc");
1780
1781         if (v->flags & VM_MAP)
1782                 seq_printf(m, " vmap");
1783
1784         if (v->flags & VM_USERMAP)
1785                 seq_printf(m, " user");
1786
1787         if (v->flags & VM_VPAGES)
1788                 seq_printf(m, " vpages");
1789
1790         show_numa_info(m, v);
1791         seq_putc(m, '\n');
1792         return 0;
1793 }
1794
1795 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
1796         .start = s_start,
1797         .next = s_next,
1798         .stop = s_stop,
1799         .show = s_show,
1800 };
1801
1802 static int vmalloc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1803 {
1804         unsigned int *ptr = NULL;
1805         int ret;
1806
1807         if (NUMA_BUILD)
1808                 ptr = kmalloc(nr_node_ids * sizeof(unsigned int), GFP_KERNEL);
1809         ret = seq_open(file, &vmalloc_op);
1810         if (!ret) {
1811                 struct seq_file *m = file->private_data;
1812                 m->private = ptr;
1813         } else
1814                 kfree(ptr);
1815         return ret;
1816 }
1817
1818 static const struct file_operations proc_vmalloc_operations = {
1819         .open           = vmalloc_open,
1820         .read           = seq_read,
1821         .llseek         = seq_lseek,
1822         .release        = seq_release_private,
1823 };
1824
1825 static int __init proc_vmalloc_init(void)
1826 {
1827         proc_create("vmallocinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_vmalloc_operations);
1828         return 0;
1829 }
1830 module_init(proc_vmalloc_init);
1831 #endif
1832