67bbb8d2a0a84c8cf1f4e8d212893bfdcdb12952
[sfrench/cifs-2.6.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/sched/signal.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/spinlock.h>
18 #include <linux/interrupt.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/set_memory.h>
22 #include <linux/debugobjects.h>
23 #include <linux/kallsyms.h>
24 #include <linux/list.h>
25 #include <linux/notifier.h>
26 #include <linux/rbtree.h>
27 #include <linux/radix-tree.h>
28 #include <linux/rcupdate.h>
29 #include <linux/pfn.h>
30 #include <linux/kmemleak.h>
31 #include <linux/atomic.h>
32 #include <linux/compiler.h>
33 #include <linux/llist.h>
34 #include <linux/bitops.h>
35
36 #include <linux/uaccess.h>
37 #include <asm/tlbflush.h>
38 #include <asm/shmparam.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 struct vfree_deferred {
43         struct llist_head list;
44         struct work_struct wq;
45 };
46 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
47
48 static void __vunmap(const void *, int);
49
50 static void free_work(struct work_struct *w)
51 {
52         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
53         struct llist_node *t, *llnode;
54
55         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
56                 __vunmap((void *)llnode, 1);
57 }
58
59 /*** Page table manipulation functions ***/
60
61 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
62 {
63         pte_t *pte;
64
65         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
66         do {
67                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
68                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
69         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
70 }
71
72 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
73 {
74         pmd_t *pmd;
75         unsigned long next;
76
77         pmd = pmd_offset(pud, addr);
78         do {
79                 next = pmd_addr_end(addr, end);
80                 if (pmd_clear_huge(pmd))
81                         continue;
82                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
83                         continue;
84                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
85         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
86 }
87
88 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end)
89 {
90         pud_t *pud;
91         unsigned long next;
92
93         pud = pud_offset(p4d, addr);
94         do {
95                 next = pud_addr_end(addr, end);
96                 if (pud_clear_huge(pud))
97                         continue;
98                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
99                         continue;
100                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
101         } while (pud++, addr = next, addr != end);
102 }
103
104 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
105 {
106         p4d_t *p4d;
107         unsigned long next;
108
109         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
110         do {
111                 next = p4d_addr_end(addr, end);
112                 if (p4d_clear_huge(p4d))
113                         continue;
114                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
115                         continue;
116                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next);
117         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
118 }
119
120 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
121 {
122         pgd_t *pgd;
123         unsigned long next;
124
125         BUG_ON(addr >= end);
126         pgd = pgd_offset_k(addr);
127         do {
128                 next = pgd_addr_end(addr, end);
129                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
130                         continue;
131                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next);
132         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
133 }
134
135 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
136                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
137 {
138         pte_t *pte;
139
140         /*
141          * nr is a running index into the array which helps higher level
142          * callers keep track of where we're up to.
143          */
144
145         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
146         if (!pte)
147                 return -ENOMEM;
148         do {
149                 struct page *page = pages[*nr];
150
151                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
152                         return -EBUSY;
153                 if (WARN_ON(!page))
154                         return -ENOMEM;
155                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
156                 (*nr)++;
157         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
158         return 0;
159 }
160
161 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
162                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
163 {
164         pmd_t *pmd;
165         unsigned long next;
166
167         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
168         if (!pmd)
169                 return -ENOMEM;
170         do {
171                 next = pmd_addr_end(addr, end);
172                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
173                         return -ENOMEM;
174         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
175         return 0;
176 }
177
178 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
179                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
180 {
181         pud_t *pud;
182         unsigned long next;
183
184         pud = pud_alloc(&init_mm, p4d, addr);
185         if (!pud)
186                 return -ENOMEM;
187         do {
188                 next = pud_addr_end(addr, end);
189                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
190                         return -ENOMEM;
191         } while (pud++, addr = next, addr != end);
192         return 0;
193 }
194
195 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
196                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
197 {
198         p4d_t *p4d;
199         unsigned long next;
200
201         p4d = p4d_alloc(&init_mm, pgd, addr);
202         if (!p4d)
203                 return -ENOMEM;
204         do {
205                 next = p4d_addr_end(addr, end);
206                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr))
207                         return -ENOMEM;
208         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
209         return 0;
210 }
211
212 /*
213  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
214  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
215  *
216  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
217  */
218 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
219                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
220 {
221         pgd_t *pgd;
222         unsigned long next;
223         unsigned long addr = start;
224         int err = 0;
225         int nr = 0;
226
227         BUG_ON(addr >= end);
228         pgd = pgd_offset_k(addr);
229         do {
230                 next = pgd_addr_end(addr, end);
231                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
232                 if (err)
233                         return err;
234         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
235
236         return nr;
237 }
238
239 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
240                            pgprot_t prot, struct page **pages)
241 {
242         int ret;
243
244         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
245         flush_cache_vmap(start, end);
246         return ret;
247 }
248
249 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
250 {
251         /*
252          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
253          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
254          * just put it in the vmalloc space.
255          */
256 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
257         unsigned long addr = (unsigned long)x;
258         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
259                 return 1;
260 #endif
261         return is_vmalloc_addr(x);
262 }
263
264 /*
265  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
266  */
267 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
268 {
269         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
270         struct page *page = NULL;
271         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
272         p4d_t *p4d;
273         pud_t *pud;
274         pmd_t *pmd;
275         pte_t *ptep, pte;
276
277         /*
278          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
279          * architectures that do not vmalloc module space
280          */
281         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
282
283         if (pgd_none(*pgd))
284                 return NULL;
285         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
286         if (p4d_none(*p4d))
287                 return NULL;
288         pud = pud_offset(p4d, addr);
289
290         /*
291          * Don't dereference bad PUD or PMD (below) entries. This will also
292          * identify huge mappings, which we may encounter on architectures
293          * that define CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP=y. Such regions will be
294          * identified as vmalloc addresses by is_vmalloc_addr(), but are
295          * not [unambiguously] associated with a struct page, so there is
296          * no correct value to return for them.
297          */
298         WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud));
299         if (pud_none(*pud) || pud_bad(*pud))
300                 return NULL;
301         pmd = pmd_offset(pud, addr);
302         WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd));
303         if (pmd_none(*pmd) || pmd_bad(*pmd))
304                 return NULL;
305
306         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
307         pte = *ptep;
308         if (pte_present(pte))
309                 page = pte_page(pte);
310         pte_unmap(ptep);
311         return page;
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
314
315 /*
316  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
317  */
318 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
319 {
320         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
321 }
322 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
323
324
325 /*** Global kva allocator ***/
326
327 #define VM_LAZY_FREE    0x02
328 #define VM_VM_AREA      0x04
329
330 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
331 /* Export for kexec only */
332 LIST_HEAD(vmap_area_list);
333 static LLIST_HEAD(vmap_purge_list);
334 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
335
336 /* The vmap cache globals are protected by vmap_area_lock */
337 static struct rb_node *free_vmap_cache;
338 static unsigned long cached_hole_size;
339 static unsigned long cached_vstart;
340 static unsigned long cached_align;
341
342 static unsigned long vmap_area_pcpu_hole;
343
344 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
345 {
346         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
347
348         while (n) {
349                 struct vmap_area *va;
350
351                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
352                 if (addr < va->va_start)
353                         n = n->rb_left;
354                 else if (addr >= va->va_end)
355                         n = n->rb_right;
356                 else
357                         return va;
358         }
359
360         return NULL;
361 }
362
363 static void __insert_vmap_area(struct vmap_area *va)
364 {
365         struct rb_node **p = &vmap_area_root.rb_node;
366         struct rb_node *parent = NULL;
367         struct rb_node *tmp;
368
369         while (*p) {
370                 struct vmap_area *tmp_va;
371
372                 parent = *p;
373                 tmp_va = rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node);
374                 if (va->va_start < tmp_va->va_end)
375                         p = &(*p)->rb_left;
376                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start)
377                         p = &(*p)->rb_right;
378                 else
379                         BUG();
380         }
381
382         rb_link_node(&va->rb_node, parent, p);
383         rb_insert_color(&va->rb_node, &vmap_area_root);
384
385         /* address-sort this list */
386         tmp = rb_prev(&va->rb_node);
387         if (tmp) {
388                 struct vmap_area *prev;
389                 prev = rb_entry(tmp, struct vmap_area, rb_node);
390                 list_add_rcu(&va->list, &prev->list);
391         } else
392                 list_add_rcu(&va->list, &vmap_area_list);
393 }
394
395 static void purge_vmap_area_lazy(void);
396
397 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
398
399 /*
400  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
401  * vstart and vend.
402  */
403 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
404                                 unsigned long align,
405                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
406                                 int node, gfp_t gfp_mask)
407 {
408         struct vmap_area *va;
409         struct rb_node *n;
410         unsigned long addr;
411         int purged = 0;
412         struct vmap_area *first;
413
414         BUG_ON(!size);
415         BUG_ON(offset_in_page(size));
416         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
417
418         might_sleep();
419
420         va = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_area),
421                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
422         if (unlikely(!va))
423                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
424
425         /*
426          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
427          * to avoid false negatives.
428          */
429         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK);
430
431 retry:
432         spin_lock(&vmap_area_lock);
433         /*
434          * Invalidate cache if we have more permissive parameters.
435          * cached_hole_size notes the largest hole noticed _below_
436          * the vmap_area cached in free_vmap_cache: if size fits
437          * into that hole, we want to scan from vstart to reuse
438          * the hole instead of allocating above free_vmap_cache.
439          * Note that __free_vmap_area may update free_vmap_cache
440          * without updating cached_hole_size or cached_align.
441          */
442         if (!free_vmap_cache ||
443                         size < cached_hole_size ||
444                         vstart < cached_vstart ||
445                         align < cached_align) {
446 nocache:
447                 cached_hole_size = 0;
448                 free_vmap_cache = NULL;
449         }
450         /* record if we encounter less permissive parameters */
451         cached_vstart = vstart;
452         cached_align = align;
453
454         /* find starting point for our search */
455         if (free_vmap_cache) {
456                 first = rb_entry(free_vmap_cache, struct vmap_area, rb_node);
457                 addr = ALIGN(first->va_end, align);
458                 if (addr < vstart)
459                         goto nocache;
460                 if (addr + size < addr)
461                         goto overflow;
462
463         } else {
464                 addr = ALIGN(vstart, align);
465                 if (addr + size < addr)
466                         goto overflow;
467
468                 n = vmap_area_root.rb_node;
469                 first = NULL;
470
471                 while (n) {
472                         struct vmap_area *tmp;
473                         tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
474                         if (tmp->va_end >= addr) {
475                                 first = tmp;
476                                 if (tmp->va_start <= addr)
477                                         break;
478                                 n = n->rb_left;
479                         } else
480                                 n = n->rb_right;
481                 }
482
483                 if (!first)
484                         goto found;
485         }
486
487         /* from the starting point, walk areas until a suitable hole is found */
488         while (addr + size > first->va_start && addr + size <= vend) {
489                 if (addr + cached_hole_size < first->va_start)
490                         cached_hole_size = first->va_start - addr;
491                 addr = ALIGN(first->va_end, align);
492                 if (addr + size < addr)
493                         goto overflow;
494
495                 if (list_is_last(&first->list, &vmap_area_list))
496                         goto found;
497
498                 first = list_next_entry(first, list);
499         }
500
501 found:
502         /*
503          * Check also calculated address against the vstart,
504          * because it can be 0 because of big align request.
505          */
506         if (addr + size > vend || addr < vstart)
507                 goto overflow;
508
509         va->va_start = addr;
510         va->va_end = addr + size;
511         va->flags = 0;
512         __insert_vmap_area(va);
513         free_vmap_cache = &va->rb_node;
514         spin_unlock(&vmap_area_lock);
515
516         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
517         BUG_ON(va->va_start < vstart);
518         BUG_ON(va->va_end > vend);
519
520         return va;
521
522 overflow:
523         spin_unlock(&vmap_area_lock);
524         if (!purged) {
525                 purge_vmap_area_lazy();
526                 purged = 1;
527                 goto retry;
528         }
529
530         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
531                 unsigned long freed = 0;
532                 blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
533                 if (freed > 0) {
534                         purged = 0;
535                         goto retry;
536                 }
537         }
538
539         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
540                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
541                         size);
542         kfree(va);
543         return ERR_PTR(-EBUSY);
544 }
545
546 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
547 {
548         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
551
552 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
553 {
554         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
557
558 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
559 {
560         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node));
561
562         if (free_vmap_cache) {
563                 if (va->va_end < cached_vstart) {
564                         free_vmap_cache = NULL;
565                 } else {
566                         struct vmap_area *cache;
567                         cache = rb_entry(free_vmap_cache, struct vmap_area, rb_node);
568                         if (va->va_start <= cache->va_start) {
569                                 free_vmap_cache = rb_prev(&va->rb_node);
570                                 /*
571                                  * We don't try to update cached_hole_size or
572                                  * cached_align, but it won't go very wrong.
573                                  */
574                         }
575                 }
576         }
577         rb_erase(&va->rb_node, &vmap_area_root);
578         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
579         list_del_rcu(&va->list);
580
581         /*
582          * Track the highest possible candidate for pcpu area
583          * allocation.  Areas outside of vmalloc area can be returned
584          * here too, consider only end addresses which fall inside
585          * vmalloc area proper.
586          */
587         if (va->va_end > VMALLOC_START && va->va_end <= VMALLOC_END)
588                 vmap_area_pcpu_hole = max(vmap_area_pcpu_hole, va->va_end);
589
590         kfree_rcu(va, rcu_head);
591 }
592
593 /*
594  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
595  */
596 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
597 {
598         spin_lock(&vmap_area_lock);
599         __free_vmap_area(va);
600         spin_unlock(&vmap_area_lock);
601 }
602
603 /*
604  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
605  */
606 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
607 {
608         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
609 }
610
611 /*
612  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
613  * before attempting to purge with a TLB flush.
614  *
615  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
616  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
617  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
618  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
619  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
620  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
621  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
622  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
623  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
624  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
625  * becomes a problem on bigger systems.
626  */
627 static unsigned long lazy_max_pages(void)
628 {
629         unsigned int log;
630
631         log = fls(num_online_cpus());
632
633         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
634 }
635
636 static atomic_long_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_LONG_INIT(0);
637
638 /*
639  * Serialize vmap purging.  There is no actual criticial section protected
640  * by this look, but we want to avoid concurrent calls for performance
641  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
642  */
643 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
644
645 /* for per-CPU blocks */
646 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
647
648 /*
649  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
650  * immediately freed.
651  */
652 void set_iounmap_nonlazy(void)
653 {
654         atomic_long_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
655 }
656
657 /*
658  * Purges all lazily-freed vmap areas.
659  */
660 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
661 {
662         unsigned long resched_threshold;
663         struct llist_node *valist;
664         struct vmap_area *va;
665         struct vmap_area *n_va;
666
667         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
668
669         valist = llist_del_all(&vmap_purge_list);
670         if (unlikely(valist == NULL))
671                 return false;
672
673         /*
674          * TODO: to calculate a flush range without looping.
675          * The list can be up to lazy_max_pages() elements.
676          */
677         llist_for_each_entry(va, valist, purge_list) {
678                 if (va->va_start < start)
679                         start = va->va_start;
680                 if (va->va_end > end)
681                         end = va->va_end;
682         }
683
684         flush_tlb_kernel_range(start, end);
685         resched_threshold = lazy_max_pages() << 1;
686
687         spin_lock(&vmap_area_lock);
688         llist_for_each_entry_safe(va, n_va, valist, purge_list) {
689                 unsigned long nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
690
691                 __free_vmap_area(va);
692                 atomic_long_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
693
694                 if (atomic_long_read(&vmap_lazy_nr) < resched_threshold)
695                         cond_resched_lock(&vmap_area_lock);
696         }
697         spin_unlock(&vmap_area_lock);
698         return true;
699 }
700
701 /*
702  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
703  * is already purging.
704  */
705 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
706 {
707         if (mutex_trylock(&vmap_purge_lock)) {
708                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
709                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
710         }
711 }
712
713 /*
714  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
715  */
716 static void purge_vmap_area_lazy(void)
717 {
718         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
719         purge_fragmented_blocks_allcpus();
720         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
721         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
722 }
723
724 /*
725  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
726  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
727  * previously.
728  */
729 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
730 {
731         unsigned long nr_lazy;
732
733         nr_lazy = atomic_long_add_return((va->va_end - va->va_start) >>
734                                 PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
735
736         /* After this point, we may free va at any time */
737         llist_add(&va->purge_list, &vmap_purge_list);
738
739         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
740                 try_purge_vmap_area_lazy();
741 }
742
743 /*
744  * Free and unmap a vmap area
745  */
746 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
747 {
748         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
749         unmap_vmap_area(va);
750         if (debug_pagealloc_enabled())
751                 flush_tlb_kernel_range(va->va_start, va->va_end);
752
753         free_vmap_area_noflush(va);
754 }
755
756 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
757 {
758         struct vmap_area *va;
759
760         spin_lock(&vmap_area_lock);
761         va = __find_vmap_area(addr);
762         spin_unlock(&vmap_area_lock);
763
764         return va;
765 }
766
767 /*** Per cpu kva allocator ***/
768
769 /*
770  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
771  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
772  */
773 /*
774  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
775  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
776  * instead (we just need a rough idea)
777  */
778 #if BITS_PER_LONG == 32
779 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
780 #else
781 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
782 #endif
783
784 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
785 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
786 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
787 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
788 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
789 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
790 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
791                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
792                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
793                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
794
795 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
796
797 static bool vmap_initialized __read_mostly = false;
798
799 struct vmap_block_queue {
800         spinlock_t lock;
801         struct list_head free;
802 };
803
804 struct vmap_block {
805         spinlock_t lock;
806         struct vmap_area *va;
807         unsigned long free, dirty;
808         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
809         struct list_head free_list;
810         struct rcu_head rcu_head;
811         struct list_head purge;
812 };
813
814 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
815 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
816
817 /*
818  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
819  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
820  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
821  */
822 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
823 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
824
825 /*
826  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
827  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
828  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
829  * big problem.
830  */
831
832 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
833 {
834         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
835         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
836         return addr;
837 }
838
839 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
840 {
841         unsigned long addr;
842
843         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
844         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
845         return (void *)addr;
846 }
847
848 /**
849  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
850  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
851  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
852  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
853  *
854  * Return: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
855  */
856 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
857 {
858         struct vmap_block_queue *vbq;
859         struct vmap_block *vb;
860         struct vmap_area *va;
861         unsigned long vb_idx;
862         int node, err;
863         void *vaddr;
864
865         node = numa_node_id();
866
867         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
868                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
869         if (unlikely(!vb))
870                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
871
872         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
873                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
874                                         node, gfp_mask);
875         if (IS_ERR(va)) {
876                 kfree(vb);
877                 return ERR_CAST(va);
878         }
879
880         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
881         if (unlikely(err)) {
882                 kfree(vb);
883                 free_vmap_area(va);
884                 return ERR_PTR(err);
885         }
886
887         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
888         spin_lock_init(&vb->lock);
889         vb->va = va;
890         /* At least something should be left free */
891         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
892         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
893         vb->dirty = 0;
894         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
895         vb->dirty_max = 0;
896         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
897
898         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
899         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
900         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
901         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
902         BUG_ON(err);
903         radix_tree_preload_end();
904
905         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
906         spin_lock(&vbq->lock);
907         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
908         spin_unlock(&vbq->lock);
909         put_cpu_var(vmap_block_queue);
910
911         return vaddr;
912 }
913
914 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
915 {
916         struct vmap_block *tmp;
917         unsigned long vb_idx;
918
919         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
920         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
921         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
922         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
923         BUG_ON(tmp != vb);
924
925         free_vmap_area_noflush(vb->va);
926         kfree_rcu(vb, rcu_head);
927 }
928
929 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
930 {
931         LIST_HEAD(purge);
932         struct vmap_block *vb;
933         struct vmap_block *n_vb;
934         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
935
936         rcu_read_lock();
937         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
938
939                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
940                         continue;
941
942                 spin_lock(&vb->lock);
943                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
944                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
945                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
946                         vb->dirty_min = 0;
947                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
948                         spin_lock(&vbq->lock);
949                         list_del_rcu(&vb->free_list);
950                         spin_unlock(&vbq->lock);
951                         spin_unlock(&vb->lock);
952                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
953                 } else
954                         spin_unlock(&vb->lock);
955         }
956         rcu_read_unlock();
957
958         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
959                 list_del(&vb->purge);
960                 free_vmap_block(vb);
961         }
962 }
963
964 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
965 {
966         int cpu;
967
968         for_each_possible_cpu(cpu)
969                 purge_fragmented_blocks(cpu);
970 }
971
972 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
973 {
974         struct vmap_block_queue *vbq;
975         struct vmap_block *vb;
976         void *vaddr = NULL;
977         unsigned int order;
978
979         BUG_ON(offset_in_page(size));
980         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
981         if (WARN_ON(size == 0)) {
982                 /*
983                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
984                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
985                  * early.
986                  */
987                 return NULL;
988         }
989         order = get_order(size);
990
991         rcu_read_lock();
992         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
993         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
994                 unsigned long pages_off;
995
996                 spin_lock(&vb->lock);
997                 if (vb->free < (1UL << order)) {
998                         spin_unlock(&vb->lock);
999                         continue;
1000                 }
1001
1002                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
1003                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
1004                 vb->free -= 1UL << order;
1005                 if (vb->free == 0) {
1006                         spin_lock(&vbq->lock);
1007                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1008                         spin_unlock(&vbq->lock);
1009                 }
1010
1011                 spin_unlock(&vb->lock);
1012                 break;
1013         }
1014
1015         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1016         rcu_read_unlock();
1017
1018         /* Allocate new block if nothing was found */
1019         if (!vaddr)
1020                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
1021
1022         return vaddr;
1023 }
1024
1025 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
1026 {
1027         unsigned long offset;
1028         unsigned long vb_idx;
1029         unsigned int order;
1030         struct vmap_block *vb;
1031
1032         BUG_ON(offset_in_page(size));
1033         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1034
1035         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1036
1037         order = get_order(size);
1038
1039         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
1040         offset >>= PAGE_SHIFT;
1041
1042         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
1043         rcu_read_lock();
1044         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
1045         rcu_read_unlock();
1046         BUG_ON(!vb);
1047
1048         vunmap_page_range((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1049
1050         if (debug_pagealloc_enabled())
1051                 flush_tlb_kernel_range((unsigned long)addr,
1052                                         (unsigned long)addr + size);
1053
1054         spin_lock(&vb->lock);
1055
1056         /* Expand dirty range */
1057         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
1058         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
1059
1060         vb->dirty += 1UL << order;
1061         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
1062                 BUG_ON(vb->free);
1063                 spin_unlock(&vb->lock);
1064                 free_vmap_block(vb);
1065         } else
1066                 spin_unlock(&vb->lock);
1067 }
1068
1069 static void _vm_unmap_aliases(unsigned long start, unsigned long end, int flush)
1070 {
1071         int cpu;
1072
1073         if (unlikely(!vmap_initialized))
1074                 return;
1075
1076         might_sleep();
1077
1078         for_each_possible_cpu(cpu) {
1079                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1080                 struct vmap_block *vb;
1081
1082                 rcu_read_lock();
1083                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1084                         spin_lock(&vb->lock);
1085                         if (vb->dirty) {
1086                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
1087                                 unsigned long s, e;
1088
1089                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
1090                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
1091
1092                                 start = min(s, start);
1093                                 end   = max(e, end);
1094
1095                                 flush = 1;
1096                         }
1097                         spin_unlock(&vb->lock);
1098                 }
1099                 rcu_read_unlock();
1100         }
1101
1102         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1103         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1104         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
1105                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
1106         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1107 }
1108
1109 /**
1110  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
1111  *
1112  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
1113  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
1114  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
1115  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
1116  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
1117  *
1118  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
1119  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
1120  * from the vmap layer.
1121  */
1122 void vm_unmap_aliases(void)
1123 {
1124         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1125         int flush = 0;
1126
1127         _vm_unmap_aliases(start, end, flush);
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
1130
1131 /**
1132  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
1133  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
1134  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
1135  */
1136 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
1137 {
1138         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1139         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
1140         struct vmap_area *va;
1141
1142         might_sleep();
1143         BUG_ON(!addr);
1144         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
1145         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
1146         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
1147
1148         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1149                 debug_check_no_locks_freed(mem, size);
1150                 vb_free(mem, size);
1151                 return;
1152         }
1153
1154         va = find_vmap_area(addr);
1155         BUG_ON(!va);
1156         debug_check_no_locks_freed((void *)va->va_start,
1157                                     (va->va_end - va->va_start));
1158         free_unmap_vmap_area(va);
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
1161
1162 /**
1163  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
1164  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
1165  * @count: number of pages
1166  * @node: prefer to allocate data structures on this node
1167  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
1168  *
1169  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
1170  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
1171  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
1172  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
1173  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
1174  *
1175  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
1176  */
1177 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
1178 {
1179         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1180         unsigned long addr;
1181         void *mem;
1182
1183         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1184                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
1185                 if (IS_ERR(mem))
1186                         return NULL;
1187                 addr = (unsigned long)mem;
1188         } else {
1189                 struct vmap_area *va;
1190                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
1191                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
1192                 if (IS_ERR(va))
1193                         return NULL;
1194
1195                 addr = va->va_start;
1196                 mem = (void *)addr;
1197         }
1198         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
1199                 vm_unmap_ram(mem, count);
1200                 return NULL;
1201         }
1202         return mem;
1203 }
1204 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1205
1206 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
1207
1208 /**
1209  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
1210  * @vm: vm_struct to add
1211  *
1212  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
1213  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
1214  * should contain proper values and the other fields should be zero.
1215  *
1216  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1217  */
1218 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
1219 {
1220         struct vm_struct *tmp, **p;
1221
1222         BUG_ON(vmap_initialized);
1223         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1224                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
1225                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
1226                         break;
1227                 } else
1228                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
1229         }
1230         vm->next = *p;
1231         *p = vm;
1232 }
1233
1234 /**
1235  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1236  * @vm: vm_struct to register
1237  * @align: requested alignment
1238  *
1239  * This function is used to register kernel vm area before
1240  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1241  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1242  * vm->addr contains the allocated address.
1243  *
1244  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1245  */
1246 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1247 {
1248         static size_t vm_init_off __initdata;
1249         unsigned long addr;
1250
1251         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1252         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1253
1254         vm->addr = (void *)addr;
1255
1256         vm_area_add_early(vm);
1257 }
1258
1259 void __init vmalloc_init(void)
1260 {
1261         struct vmap_area *va;
1262         struct vm_struct *tmp;
1263         int i;
1264
1265         for_each_possible_cpu(i) {
1266                 struct vmap_block_queue *vbq;
1267                 struct vfree_deferred *p;
1268
1269                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1270                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1271                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1272                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
1273                 init_llist_head(&p->list);
1274                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
1275         }
1276
1277         /* Import existing vmlist entries. */
1278         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1279                 va = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_NOWAIT);
1280                 va->flags = VM_VM_AREA;
1281                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1282                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1283                 va->vm = tmp;
1284                 __insert_vmap_area(va);
1285         }
1286
1287         vmap_area_pcpu_hole = VMALLOC_END;
1288
1289         vmap_initialized = true;
1290 }
1291
1292 /**
1293  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1294  * @addr: start of the VM area to map
1295  * @size: size of the VM area to map
1296  * @prot: page protection flags to use
1297  * @pages: pages to map
1298  *
1299  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1300  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1301  * friends.
1302  *
1303  * NOTE:
1304  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1305  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1306  * before calling this function.
1307  *
1308  * RETURNS:
1309  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1310  */
1311 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1312                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1313 {
1314         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1315 }
1316
1317 /**
1318  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1319  * @addr: start of the VM area to unmap
1320  * @size: size of the VM area to unmap
1321  *
1322  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1323  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1324  * friends.
1325  *
1326  * NOTE:
1327  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1328  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1329  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1330  */
1331 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1332 {
1333         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range_noflush);
1336
1337 /**
1338  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1339  * @addr: start of the VM area to unmap
1340  * @size: size of the VM area to unmap
1341  *
1342  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1343  * the unmapping and tlb after.
1344  */
1345 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1346 {
1347         unsigned long end = addr + size;
1348
1349         flush_cache_vunmap(addr, end);
1350         vunmap_page_range(addr, end);
1351         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1352 }
1353 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range);
1354
1355 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page **pages)
1356 {
1357         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1358         unsigned long end = addr + get_vm_area_size(area);
1359         int err;
1360
1361         err = vmap_page_range(addr, end, prot, pages);
1362
1363         return err > 0 ? 0 : err;
1364 }
1365 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
1366
1367 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
1368                               unsigned long flags, const void *caller)
1369 {
1370         spin_lock(&vmap_area_lock);
1371         vm->flags = flags;
1372         vm->addr = (void *)va->va_start;
1373         vm->size = va->va_end - va->va_start;
1374         vm->caller = caller;
1375         va->vm = vm;
1376         va->flags |= VM_VM_AREA;
1377         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1378 }
1379
1380 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
1381 {
1382         /*
1383          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
1384          * we should make sure that vm has proper values.
1385          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
1386          */
1387         smp_wmb();
1388         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
1389 }
1390
1391 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
1392                 unsigned long align, unsigned long flags, unsigned long start,
1393                 unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask, const void *caller)
1394 {
1395         struct vmap_area *va;
1396         struct vm_struct *area;
1397
1398         BUG_ON(in_interrupt());
1399         size = PAGE_ALIGN(size);
1400         if (unlikely(!size))
1401                 return NULL;
1402
1403         if (flags & VM_IOREMAP)
1404                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
1405                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
1406
1407         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1408         if (unlikely(!area))
1409                 return NULL;
1410
1411         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
1412                 size += PAGE_SIZE;
1413
1414         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
1415         if (IS_ERR(va)) {
1416                 kfree(area);
1417                 return NULL;
1418         }
1419
1420         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
1421
1422         return area;
1423 }
1424
1425 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
1426                                 unsigned long start, unsigned long end)
1427 {
1428         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
1429                                   GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
1432
1433 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1434                                        unsigned long start, unsigned long end,
1435                                        const void *caller)
1436 {
1437         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
1438                                   GFP_KERNEL, caller);
1439 }
1440
1441 /**
1442  * get_vm_area - reserve a contiguous kernel virtual area
1443  * @size:        size of the area
1444  * @flags:       %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
1445  *
1446  * Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
1447  * and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
1448  * on success or %NULL on failure.
1449  *
1450  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
1451  */
1452 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
1453 {
1454         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1455                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
1456                                   __builtin_return_address(0));
1457 }
1458
1459 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
1460                                 const void *caller)
1461 {
1462         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1463                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
1464 }
1465
1466 /**
1467  * find_vm_area - find a continuous kernel virtual area
1468  * @addr:         base address
1469  *
1470  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
1471  * It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
1472  * pointer valid.
1473  *
1474  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
1475  */
1476 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
1477 {
1478         struct vmap_area *va;
1479
1480         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1481         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
1482                 return va->vm;
1483
1484         return NULL;
1485 }
1486
1487 /**
1488  * remove_vm_area - find and remove a continuous kernel virtual area
1489  * @addr:           base address
1490  *
1491  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
1492  * This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
1493  * on SMP machines, except for its size or flags.
1494  *
1495  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
1496  */
1497 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
1498 {
1499         struct vmap_area *va;
1500
1501         might_sleep();
1502
1503         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
1504         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
1505                 struct vm_struct *vm = va->vm;
1506
1507                 spin_lock(&vmap_area_lock);
1508                 va->vm = NULL;
1509                 va->flags &= ~VM_VM_AREA;
1510                 va->flags |= VM_LAZY_FREE;
1511                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
1512
1513                 kasan_free_shadow(vm);
1514                 free_unmap_vmap_area(va);
1515
1516                 return vm;
1517         }
1518         return NULL;
1519 }
1520
1521 static inline void set_area_direct_map(const struct vm_struct *area,
1522                                        int (*set_direct_map)(struct page *page))
1523 {
1524         int i;
1525
1526         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
1527                 if (page_address(area->pages[i]))
1528                         set_direct_map(area->pages[i]);
1529 }
1530
1531 /* Handle removing and resetting vm mappings related to the vm_struct. */
1532 static void vm_remove_mappings(struct vm_struct *area, int deallocate_pages)
1533 {
1534         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
1535         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1536         int flush_reset = area->flags & VM_FLUSH_RESET_PERMS;
1537         int i;
1538
1539         /*
1540          * The below block can be removed when all architectures that have
1541          * direct map permissions also have set_direct_map_() implementations.
1542          * This is concerned with resetting the direct map any an vm alias with
1543          * execute permissions, without leaving a RW+X window.
1544          */
1545         if (flush_reset && !IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)) {
1546                 set_memory_nx(addr, area->nr_pages);
1547                 set_memory_rw(addr, area->nr_pages);
1548         }
1549
1550         remove_vm_area(area->addr);
1551
1552         /* If this is not VM_FLUSH_RESET_PERMS memory, no need for the below. */
1553         if (!flush_reset)
1554                 return;
1555
1556         /*
1557          * If not deallocating pages, just do the flush of the VM area and
1558          * return.
1559          */
1560         if (!deallocate_pages) {
1561                 vm_unmap_aliases();
1562                 return;
1563         }
1564
1565         /*
1566          * If execution gets here, flush the vm mapping and reset the direct
1567          * map. Find the start and end range of the direct mappings to make sure
1568          * the vm_unmap_aliases() flush includes the direct map.
1569          */
1570         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1571                 if (page_address(area->pages[i])) {
1572                         start = min(addr, start);
1573                         end = max(addr, end);
1574                 }
1575         }
1576
1577         /*
1578          * Set direct map to something invalid so that it won't be cached if
1579          * there are any accesses after the TLB flush, then flush the TLB and
1580          * reset the direct map permissions to the default.
1581          */
1582         set_area_direct_map(area, set_direct_map_invalid_noflush);
1583         _vm_unmap_aliases(start, end, 1);
1584         set_area_direct_map(area, set_direct_map_default_noflush);
1585 }
1586
1587 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
1588 {
1589         struct vm_struct *area;
1590
1591         if (!addr)
1592                 return;
1593
1594         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
1595                         addr))
1596                 return;
1597
1598         area = find_vm_area(addr);
1599         if (unlikely(!area)) {
1600                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
1601                                 addr);
1602                 return;
1603         }
1604
1605         debug_check_no_locks_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
1606         debug_check_no_obj_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
1607
1608         vm_remove_mappings(area, deallocate_pages);
1609
1610         if (deallocate_pages) {
1611                 int i;
1612
1613                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1614                         struct page *page = area->pages[i];
1615
1616                         BUG_ON(!page);
1617                         __free_pages(page, 0);
1618                 }
1619
1620                 kvfree(area->pages);
1621         }
1622
1623         kfree(area);
1624         return;
1625 }
1626
1627 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
1628 {
1629         /*
1630          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
1631          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
1632          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
1633          * nother cpu's list.  schedule_work() should be fine with this too.
1634          */
1635         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
1636
1637         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
1638                 schedule_work(&p->wq);
1639 }
1640
1641 /**
1642  * vfree_atomic - release memory allocated by vmalloc()
1643  * @addr:         memory base address
1644  *
1645  * This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
1646  * except NMIs.
1647  */
1648 void vfree_atomic(const void *addr)
1649 {
1650         BUG_ON(in_nmi());
1651
1652         kmemleak_free(addr);
1653
1654         if (!addr)
1655                 return;
1656         __vfree_deferred(addr);
1657 }
1658
1659 static void __vfree(const void *addr)
1660 {
1661         if (unlikely(in_interrupt()))
1662                 __vfree_deferred(addr);
1663         else
1664                 __vunmap(addr, 1);
1665 }
1666
1667 /**
1668  * vfree - release memory allocated by vmalloc()
1669  * @addr:  memory base address
1670  *
1671  * Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
1672  * obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
1673  * NULL, no operation is performed.
1674  *
1675  * Must not be called in NMI context (strictly speaking, only if we don't
1676  * have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
1677  * conventions for vfree() arch-depenedent would be a really bad idea)
1678  *
1679  * May sleep if called *not* from interrupt context.
1680  *
1681  * NOTE: assumes that the object at @addr has a size >= sizeof(llist_node)
1682  */
1683 void vfree(const void *addr)
1684 {
1685         BUG_ON(in_nmi());
1686
1687         kmemleak_free(addr);
1688
1689         might_sleep_if(!in_interrupt());
1690
1691         if (!addr)
1692                 return;
1693
1694         __vfree(addr);
1695 }
1696 EXPORT_SYMBOL(vfree);
1697
1698 /**
1699  * vunmap - release virtual mapping obtained by vmap()
1700  * @addr:   memory base address
1701  *
1702  * Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
1703  * which was created from the page array passed to vmap().
1704  *
1705  * Must not be called in interrupt context.
1706  */
1707 void vunmap(const void *addr)
1708 {
1709         BUG_ON(in_interrupt());
1710         might_sleep();
1711         if (addr)
1712                 __vunmap(addr, 0);
1713 }
1714 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
1715
1716 /**
1717  * vmap - map an array of pages into virtually contiguous space
1718  * @pages: array of page pointers
1719  * @count: number of pages to map
1720  * @flags: vm_area->flags
1721  * @prot: page protection for the mapping
1722  *
1723  * Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
1724  * space.
1725  *
1726  * Return: the address of the area or %NULL on failure
1727  */
1728 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
1729            unsigned long flags, pgprot_t prot)
1730 {
1731         struct vm_struct *area;
1732         unsigned long size;             /* In bytes */
1733
1734         might_sleep();
1735
1736         if (count > totalram_pages())
1737                 return NULL;
1738
1739         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1740         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
1741         if (!area)
1742                 return NULL;
1743
1744         if (map_vm_area(area, prot, pages)) {
1745                 vunmap(area->addr);
1746                 return NULL;
1747         }
1748
1749         return area->addr;
1750 }
1751 EXPORT_SYMBOL(vmap);
1752
1753 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
1754                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1755                             int node, const void *caller);
1756 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
1757                                  pgprot_t prot, int node)
1758 {
1759         struct page **pages;
1760         unsigned int nr_pages, array_size, i;
1761         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
1762         const gfp_t alloc_mask = gfp_mask | __GFP_NOWARN;
1763         const gfp_t highmem_mask = (gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)) ?
1764                                         0 :
1765                                         __GFP_HIGHMEM;
1766
1767         nr_pages = get_vm_area_size(area) >> PAGE_SHIFT;
1768         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
1769
1770         area->nr_pages = nr_pages;
1771         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
1772         if (array_size > PAGE_SIZE) {
1773                 pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp|highmem_mask,
1774                                 PAGE_KERNEL, node, area->caller);
1775         } else {
1776                 pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
1777         }
1778         area->pages = pages;
1779         if (!area->pages) {
1780                 remove_vm_area(area->addr);
1781                 kfree(area);
1782                 return NULL;
1783         }
1784
1785         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
1786                 struct page *page;
1787
1788                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1789                         page = alloc_page(alloc_mask|highmem_mask);
1790                 else
1791                         page = alloc_pages_node(node, alloc_mask|highmem_mask, 0);
1792
1793                 if (unlikely(!page)) {
1794                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
1795                         area->nr_pages = i;
1796                         goto fail;
1797                 }
1798                 area->pages[i] = page;
1799                 if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask|highmem_mask))
1800                         cond_resched();
1801         }
1802
1803         if (map_vm_area(area, prot, pages))
1804                 goto fail;
1805         return area->addr;
1806
1807 fail:
1808         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
1809                           "vmalloc: allocation failure, allocated %ld of %ld bytes",
1810                           (area->nr_pages*PAGE_SIZE), area->size);
1811         __vfree(area->addr);
1812         return NULL;
1813 }
1814
1815 /**
1816  * __vmalloc_node_range - allocate virtually contiguous memory
1817  * @size:                 allocation size
1818  * @align:                desired alignment
1819  * @start:                vm area range start
1820  * @end:                  vm area range end
1821  * @gfp_mask:             flags for the page level allocator
1822  * @prot:                 protection mask for the allocated pages
1823  * @vm_flags:             additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
1824  * @node:                 node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
1825  * @caller:               caller's return address
1826  *
1827  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1828  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1829  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1830  *
1831  * Return: the address of the area or %NULL on failure
1832  */
1833 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
1834                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
1835                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
1836                         const void *caller)
1837 {
1838         struct vm_struct *area;
1839         void *addr;
1840         unsigned long real_size = size;
1841
1842         size = PAGE_ALIGN(size);
1843         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages())
1844                 goto fail;
1845
1846         area = __get_vm_area_node(size, align, VM_ALLOC | VM_UNINITIALIZED |
1847                                 vm_flags, start, end, node, gfp_mask, caller);
1848         if (!area)
1849                 goto fail;
1850
1851         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node);
1852         if (!addr)
1853                 return NULL;
1854
1855         /*
1856          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
1857          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
1858          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
1859          */
1860         clear_vm_uninitialized_flag(area);
1861
1862         kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
1863
1864         return addr;
1865
1866 fail:
1867         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
1868                           "vmalloc: allocation failure: %lu bytes", real_size);
1869         return NULL;
1870 }
1871
1872 /*
1873  * This is only for performance analysis of vmalloc and stress purpose.
1874  * It is required by vmalloc test module, therefore do not use it other
1875  * than that.
1876  */
1877 #ifdef CONFIG_TEST_VMALLOC_MODULE
1878 EXPORT_SYMBOL_GPL(__vmalloc_node_range);
1879 #endif
1880
1881 /**
1882  * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
1883  * @size:           allocation size
1884  * @align:          desired alignment
1885  * @gfp_mask:       flags for the page level allocator
1886  * @prot:           protection mask for the allocated pages
1887  * @node:           node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
1888  * @caller:         caller's return address
1889  *
1890  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1891  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
1892  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
1893  *
1894  * Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
1895  * and __GFP_NOFAIL are not supported
1896  *
1897  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
1898  * with mm people.
1899  *
1900  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
1901  */
1902 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
1903                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
1904                             int node, const void *caller)
1905 {
1906         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1907                                 gfp_mask, prot, 0, node, caller);
1908 }
1909
1910 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
1911 {
1912         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, prot, NUMA_NO_NODE,
1913                                 __builtin_return_address(0));
1914 }
1915 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
1916
1917 static inline void *__vmalloc_node_flags(unsigned long size,
1918                                         int node, gfp_t flags)
1919 {
1920         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL,
1921                                         node, __builtin_return_address(0));
1922 }
1923
1924
1925 void *__vmalloc_node_flags_caller(unsigned long size, int node, gfp_t flags,
1926                                   void *caller)
1927 {
1928         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL, node, caller);
1929 }
1930
1931 /**
1932  * vmalloc - allocate virtually contiguous memory
1933  * @size:    allocation size
1934  *
1935  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1936  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1937  *
1938  * For tight control over page level allocator and protection flags
1939  * use __vmalloc() instead.
1940  *
1941  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
1942  */
1943 void *vmalloc(unsigned long size)
1944 {
1945         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
1946                                     GFP_KERNEL);
1947 }
1948 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
1949
1950 /**
1951  * vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
1952  * @size:    allocation size
1953  *
1954  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1955  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1956  * The memory allocated is set to zero.
1957  *
1958  * For tight control over page level allocator and protection flags
1959  * use __vmalloc() instead.
1960  *
1961  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
1962  */
1963 void *vzalloc(unsigned long size)
1964 {
1965         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
1966                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1967 }
1968 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
1969
1970 /**
1971  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
1972  * @size: allocation size
1973  *
1974  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
1975  * without leaking data.
1976  *
1977  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
1978  */
1979 void *vmalloc_user(unsigned long size)
1980 {
1981         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1982                                     GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
1983                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
1984                                     __builtin_return_address(0));
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
1987
1988 /**
1989  * vmalloc_node - allocate memory on a specific node
1990  * @size:         allocation size
1991  * @node:         numa node
1992  *
1993  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
1994  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
1995  *
1996  * For tight control over page level allocator and protection flags
1997  * use __vmalloc() instead.
1998  *
1999  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2000  */
2001 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
2002 {
2003         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL,
2004                                         node, __builtin_return_address(0));
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
2007
2008 /**
2009  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
2010  * @size:       allocation size
2011  * @node:       numa node
2012  *
2013  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2014  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2015  * The memory allocated is set to zero.
2016  *
2017  * For tight control over page level allocator and protection flags
2018  * use __vmalloc_node() instead.
2019  *
2020  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2021  */
2022 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
2023 {
2024         return __vmalloc_node_flags(size, node,
2025                          GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
2026 }
2027 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
2028
2029 /**
2030  * vmalloc_exec - allocate virtually contiguous, executable memory
2031  * @size:         allocation size
2032  *
2033  * Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
2034  * the page level allocator and map them into contiguous and
2035  * executable kernel virtual space.
2036  *
2037  * For tight control over page level allocator and protection flags
2038  * use __vmalloc() instead.
2039  *
2040  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2041  */
2042 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
2043 {
2044         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2045                         GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL_EXEC, VM_FLUSH_RESET_PERMS,
2046                         NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
2047 }
2048
2049 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
2050 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
2051 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
2052 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA | GFP_KERNEL)
2053 #else
2054 /*
2055  * 64b systems should always have either DMA or DMA32 zones. For others
2056  * GFP_DMA32 should do the right thing and use the normal zone.
2057  */
2058 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
2059 #endif
2060
2061 /**
2062  * vmalloc_32 - allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
2063  * @size:       allocation size
2064  *
2065  * Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
2066  * page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2067  *
2068  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2069  */
2070 void *vmalloc_32(unsigned long size)
2071 {
2072         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
2073                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
2074 }
2075 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
2076
2077 /**
2078  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
2079  * @size:            allocation size
2080  *
2081  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
2082  * mapped to userspace without leaking data.
2083  *
2084  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2085  */
2086 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
2087 {
2088         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2089                                     GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2090                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2091                                     __builtin_return_address(0));
2092 }
2093 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
2094
2095 /*
2096  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
2097  * If the page is not present, fill zero.
2098  */
2099
2100 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2101 {
2102         struct page *p;
2103         int copied = 0;
2104
2105         while (count) {
2106                 unsigned long offset, length;
2107
2108                 offset = offset_in_page(addr);
2109                 length = PAGE_SIZE - offset;
2110                 if (length > count)
2111                         length = count;
2112                 p = vmalloc_to_page(addr);
2113                 /*
2114                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2115                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2116                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2117                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2118                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2119                  */
2120                 if (p) {
2121                         /*
2122                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2123                          * function description)
2124                          */
2125                         void *map = kmap_atomic(p);
2126                         memcpy(buf, map + offset, length);
2127                         kunmap_atomic(map);
2128                 } else
2129                         memset(buf, 0, length);
2130
2131                 addr += length;
2132                 buf += length;
2133                 copied += length;
2134                 count -= length;
2135         }
2136         return copied;
2137 }
2138
2139 static int aligned_vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2140 {
2141         struct page *p;
2142         int copied = 0;
2143
2144         while (count) {
2145                 unsigned long offset, length;
2146
2147                 offset = offset_in_page(addr);
2148                 length = PAGE_SIZE - offset;
2149                 if (length > count)
2150                         length = count;
2151                 p = vmalloc_to_page(addr);
2152                 /*
2153                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2154                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2155                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2156                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2157                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2158                  */
2159                 if (p) {
2160                         /*
2161                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2162                          * function description)
2163                          */
2164                         void *map = kmap_atomic(p);
2165                         memcpy(map + offset, buf, length);
2166                         kunmap_atomic(map);
2167                 }
2168                 addr += length;
2169                 buf += length;
2170                 copied += length;
2171                 count -= length;
2172         }
2173         return copied;
2174 }
2175
2176 /**
2177  * vread() - read vmalloc area in a safe way.
2178  * @buf:     buffer for reading data
2179  * @addr:    vm address.
2180  * @count:   number of bytes to be read.
2181  *
2182  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2183  * copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
2184  * of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
2185  * proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
2186  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2187  *
2188  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2189  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2190  *
2191  * Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
2192  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2193  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2194  * any informaion, as /dev/kmem.
2195  *
2196  * Return: number of bytes for which addr and buf should be increased
2197  * (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count) doesn't
2198  * include any intersection with valid vmalloc area
2199  */
2200 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2201 {
2202         struct vmap_area *va;
2203         struct vm_struct *vm;
2204         char *vaddr, *buf_start = buf;
2205         unsigned long buflen = count;
2206         unsigned long n;
2207
2208         /* Don't allow overflow */
2209         if ((unsigned long) addr + count < count)
2210                 count = -(unsigned long) addr;
2211
2212         spin_lock(&vmap_area_lock);
2213         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2214                 if (!count)
2215                         break;
2216
2217                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2218                         continue;
2219
2220                 vm = va->vm;
2221                 vaddr = (char *) vm->addr;
2222                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2223                         continue;
2224                 while (addr < vaddr) {
2225                         if (count == 0)
2226                                 goto finished;
2227                         *buf = '\0';
2228                         buf++;
2229                         addr++;
2230                         count--;
2231                 }
2232                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2233                 if (n > count)
2234                         n = count;
2235                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
2236                         aligned_vread(buf, addr, n);
2237                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
2238                         memset(buf, 0, n);
2239                 buf += n;
2240                 addr += n;
2241                 count -= n;
2242         }
2243 finished:
2244         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2245
2246         if (buf == buf_start)
2247                 return 0;
2248         /* zero-fill memory holes */
2249         if (buf != buf_start + buflen)
2250                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
2251
2252         return buflen;
2253 }
2254
2255 /**
2256  * vwrite() - write vmalloc area in a safe way.
2257  * @buf:      buffer for source data
2258  * @addr:     vm address.
2259  * @count:    number of bytes to be read.
2260  *
2261  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2262  * copy data from a buffer to the given addr. If specified range of
2263  * [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied from
2264  * proper area of @buf. If there are memory holes, no copy to hole.
2265  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2266  *
2267  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2268  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2269  *
2270  * Note: In usual ops, vwrite() is never necessary because the caller
2271  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2272  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2273  * any informaion, as /dev/kmem.
2274  *
2275  * Return: number of bytes for which addr and buf should be
2276  * increased (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count)
2277  * doesn't include any intersection with valid vmalloc area
2278  */
2279 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2280 {
2281         struct vmap_area *va;
2282         struct vm_struct *vm;
2283         char *vaddr;
2284         unsigned long n, buflen;
2285         int copied = 0;
2286
2287         /* Don't allow overflow */
2288         if ((unsigned long) addr + count < count)
2289                 count = -(unsigned long) addr;
2290         buflen = count;
2291
2292         spin_lock(&vmap_area_lock);
2293         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2294                 if (!count)
2295                         break;
2296
2297                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2298                         continue;
2299
2300                 vm = va->vm;
2301                 vaddr = (char *) vm->addr;
2302                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2303                         continue;
2304                 while (addr < vaddr) {
2305                         if (count == 0)
2306                                 goto finished;
2307                         buf++;
2308                         addr++;
2309                         count--;
2310                 }
2311                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2312                 if (n > count)
2313                         n = count;
2314                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP)) {
2315                         aligned_vwrite(buf, addr, n);
2316                         copied++;
2317                 }
2318                 buf += n;
2319                 addr += n;
2320                 count -= n;
2321         }
2322 finished:
2323         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2324         if (!copied)
2325                 return 0;
2326         return buflen;
2327 }
2328
2329 /**
2330  * remap_vmalloc_range_partial - map vmalloc pages to userspace
2331  * @vma:                vma to cover
2332  * @uaddr:              target user address to start at
2333  * @kaddr:              virtual address of vmalloc kernel memory
2334  * @size:               size of map area
2335  *
2336  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
2337  *
2338  * This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
2339  * and that it is big enough to cover the range starting at
2340  * @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
2341  * met.
2342  *
2343  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2344  */
2345 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
2346                                 void *kaddr, unsigned long size)
2347 {
2348         struct vm_struct *area;
2349
2350         size = PAGE_ALIGN(size);
2351
2352         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
2353                 return -EINVAL;
2354
2355         area = find_vm_area(kaddr);
2356         if (!area)
2357                 return -EINVAL;
2358
2359         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
2360                 return -EINVAL;
2361
2362         if (kaddr + size > area->addr + get_vm_area_size(area))
2363                 return -EINVAL;
2364
2365         do {
2366                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
2367                 int ret;
2368
2369                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
2370                 if (ret)
2371                         return ret;
2372
2373                 uaddr += PAGE_SIZE;
2374                 kaddr += PAGE_SIZE;
2375                 size -= PAGE_SIZE;
2376         } while (size > 0);
2377
2378         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
2379
2380         return 0;
2381 }
2382 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range_partial);
2383
2384 /**
2385  * remap_vmalloc_range - map vmalloc pages to userspace
2386  * @vma:                vma to cover (map full range of vma)
2387  * @addr:               vmalloc memory
2388  * @pgoff:              number of pages into addr before first page to map
2389  *
2390  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
2391  *
2392  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2393  * that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
2394  * that criteria isn't met.
2395  *
2396  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2397  */
2398 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
2399                                                 unsigned long pgoff)
2400 {
2401         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
2402                                            addr + (pgoff << PAGE_SHIFT),
2403                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
2406
2407 /*
2408  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
2409  * have one.
2410  */
2411 void __weak vmalloc_sync_all(void)
2412 {
2413 }
2414
2415
2416 static int f(pte_t *pte, pgtable_t table, unsigned long addr, void *data)
2417 {
2418         pte_t ***p = data;
2419
2420         if (p) {
2421                 *(*p) = pte;
2422                 (*p)++;
2423         }
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 /**
2428  * alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
2429  * @size:          size of the area
2430  * @ptes:          returns the PTEs for the address space
2431  *
2432  * Returns:     NULL on failure, vm_struct on success
2433  *
2434  * This function reserves a range of kernel address space, and
2435  * allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
2436  * are created.
2437  *
2438  * If @ptes is non-NULL, pointers to the PTEs (in init_mm)
2439  * allocated for the VM area are returned.
2440  */
2441 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size, pte_t **ptes)
2442 {
2443         struct vm_struct *area;
2444
2445         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
2446                                 __builtin_return_address(0));
2447         if (area == NULL)
2448                 return NULL;
2449
2450         /*
2451          * This ensures that page tables are constructed for this region
2452          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
2453          */
2454         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
2455                                 size, f, ptes ? &ptes : NULL)) {
2456                 free_vm_area(area);
2457                 return NULL;
2458         }
2459
2460         return area;
2461 }
2462 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
2463
2464 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
2465 {
2466         struct vm_struct *ret;
2467         ret = remove_vm_area(area->addr);
2468         BUG_ON(ret != area);
2469         kfree(area);
2470 }
2471 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
2472
2473 #ifdef CONFIG_SMP
2474 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
2475 {
2476         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
2477 }
2478
2479 /**
2480  * pvm_find_next_prev - find the next and prev vmap_area surrounding @end
2481  * @end: target address
2482  * @pnext: out arg for the next vmap_area
2483  * @pprev: out arg for the previous vmap_area
2484  *
2485  * Returns: %true if either or both of next and prev are found,
2486  *          %false if no vmap_area exists
2487  *
2488  * Find vmap_areas end addresses of which enclose @end.  ie. if not
2489  * NULL, *pnext->va_end > @end and *pprev->va_end <= @end.
2490  */
2491 static bool pvm_find_next_prev(unsigned long end,
2492                                struct vmap_area **pnext,
2493                                struct vmap_area **pprev)
2494 {
2495         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
2496         struct vmap_area *va = NULL;
2497
2498         while (n) {
2499                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
2500                 if (end < va->va_end)
2501                         n = n->rb_left;
2502                 else if (end > va->va_end)
2503                         n = n->rb_right;
2504                 else
2505                         break;
2506         }
2507
2508         if (!va)
2509                 return false;
2510
2511         if (va->va_end > end) {
2512                 *pnext = va;
2513                 *pprev = node_to_va(rb_prev(&(*pnext)->rb_node));
2514         } else {
2515                 *pprev = va;
2516                 *pnext = node_to_va(rb_next(&(*pprev)->rb_node));
2517         }
2518         return true;
2519 }
2520
2521 /**
2522  * pvm_determine_end - find the highest aligned address between two vmap_areas
2523  * @pnext: in/out arg for the next vmap_area
2524  * @pprev: in/out arg for the previous vmap_area
2525  * @align: alignment
2526  *
2527  * Returns: determined end address
2528  *
2529  * Find the highest aligned address between *@pnext and *@pprev below
2530  * VMALLOC_END.  *@pnext and *@pprev are adjusted so that the aligned
2531  * down address is between the end addresses of the two vmap_areas.
2532  *
2533  * Please note that the address returned by this function may fall
2534  * inside *@pnext vmap_area.  The caller is responsible for checking
2535  * that.
2536  */
2537 static unsigned long pvm_determine_end(struct vmap_area **pnext,
2538                                        struct vmap_area **pprev,
2539                                        unsigned long align)
2540 {
2541         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
2542         unsigned long addr;
2543
2544         if (*pnext)
2545                 addr = min((*pnext)->va_start & ~(align - 1), vmalloc_end);
2546         else
2547                 addr = vmalloc_end;
2548
2549         while (*pprev && (*pprev)->va_end > addr) {
2550                 *pnext = *pprev;
2551                 *pprev = node_to_va(rb_prev(&(*pnext)->rb_node));
2552         }
2553
2554         return addr;
2555 }
2556
2557 /**
2558  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
2559  * @offsets: array containing offset of each area
2560  * @sizes: array containing size of each area
2561  * @nr_vms: the number of areas to allocate
2562  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
2563  *
2564  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
2565  *          vm_structs on success, %NULL on failure
2566  *
2567  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
2568  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
2569  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
2570  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
2571  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
2572  * areas are allocated from top.
2573  *
2574  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple.  It
2575  * does everything top-down and scans areas from the end looking for
2576  * matching slot.  While scanning, if any of the areas overlaps with
2577  * existing vmap_area, the base address is pulled down to fit the
2578  * area.  Scanning is repeated till all the areas fit and then all
2579  * necessary data structures are inserted and the result is returned.
2580  */
2581 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
2582                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
2583                                      size_t align)
2584 {
2585         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
2586         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
2587         struct vmap_area **vas, *prev, *next;
2588         struct vm_struct **vms;
2589         int area, area2, last_area, term_area;
2590         unsigned long base, start, end, last_end;
2591         bool purged = false;
2592
2593         /* verify parameters and allocate data structures */
2594         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
2595         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
2596                 start = offsets[area];
2597                 end = start + sizes[area];
2598
2599                 /* is everything aligned properly? */
2600                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
2601                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
2602
2603                 /* detect the area with the highest address */
2604                 if (start > offsets[last_area])
2605                         last_area = area;
2606
2607                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
2608                         unsigned long start2 = offsets[area2];
2609                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
2610
2611                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
2612                 }
2613         }
2614         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
2615
2616         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
2617                 WARN_ON(true);
2618                 return NULL;
2619         }
2620
2621         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
2622         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
2623         if (!vas || !vms)
2624                 goto err_free2;
2625
2626         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2627                 vas[area] = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_KERNEL);
2628                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
2629                 if (!vas[area] || !vms[area])
2630                         goto err_free;
2631         }
2632 retry:
2633         spin_lock(&vmap_area_lock);
2634
2635         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
2636         area = term_area = last_area;
2637         start = offsets[area];
2638         end = start + sizes[area];
2639
2640         if (!pvm_find_next_prev(vmap_area_pcpu_hole, &next, &prev)) {
2641                 base = vmalloc_end - last_end;
2642                 goto found;
2643         }
2644         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2645
2646         while (true) {
2647                 BUG_ON(next && next->va_end <= base + end);
2648                 BUG_ON(prev && prev->va_end > base + end);
2649
2650                 /*
2651                  * base might have underflowed, add last_end before
2652                  * comparing.
2653                  */
2654                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end) {
2655                         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2656                         if (!purged) {
2657                                 purge_vmap_area_lazy();
2658                                 purged = true;
2659                                 goto retry;
2660                         }
2661                         goto err_free;
2662                 }
2663
2664                 /*
2665                  * If next overlaps, move base downwards so that it's
2666                  * right below next and then recheck.
2667                  */
2668                 if (next && next->va_start < base + end) {
2669                         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2670                         term_area = area;
2671                         continue;
2672                 }
2673
2674                 /*
2675                  * If prev overlaps, shift down next and prev and move
2676                  * base so that it's right below new next and then
2677                  * recheck.
2678                  */
2679                 if (prev && prev->va_end > base + start)  {
2680                         next = prev;
2681                         prev = node_to_va(rb_prev(&next->rb_node));
2682                         base = pvm_determine_end(&next, &prev, align) - end;
2683                         term_area = area;
2684                         continue;
2685                 }
2686
2687                 /*
2688                  * This area fits, move on to the previous one.  If
2689                  * the previous one is the terminal one, we're done.
2690                  */
2691                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
2692                 if (area == term_area)
2693                         break;
2694                 start = offsets[area];
2695                 end = start + sizes[area];
2696                 pvm_find_next_prev(base + end, &next, &prev);
2697         }
2698 found:
2699         /* we've found a fitting base, insert all va's */
2700         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2701                 struct vmap_area *va = vas[area];
2702
2703                 va->va_start = base + offsets[area];
2704                 va->va_end = va->va_start + sizes[area];
2705                 __insert_vmap_area(va);
2706         }
2707
2708         vmap_area_pcpu_hole = base + offsets[last_area];
2709
2710         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2711
2712         /* insert all vm's */
2713         for (area = 0; area < nr_vms; area++)
2714                 setup_vmalloc_vm(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
2715                                  pcpu_get_vm_areas);
2716
2717         kfree(vas);
2718         return vms;
2719
2720 err_free:
2721         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
2722                 kfree(vas[area]);
2723                 kfree(vms[area]);
2724         }
2725 err_free2:
2726         kfree(vas);
2727         kfree(vms);
2728         return NULL;
2729 }
2730
2731 /**
2732  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
2733  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
2734  * @nr_vms: the number of allocated areas
2735  *
2736  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
2737  */
2738 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
2739 {
2740         int i;
2741
2742         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
2743                 free_vm_area(vms[i]);
2744         kfree(vms);
2745 }
2746 #endif  /* CONFIG_SMP */
2747
2748 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2749 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2750         __acquires(&vmap_area_lock)
2751 {
2752         spin_lock(&vmap_area_lock);
2753         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
2754 }
2755
2756 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2757 {
2758         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
2759 }
2760
2761 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2762         __releases(&vmap_area_lock)
2763 {
2764         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2765 }
2766
2767 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
2768 {
2769         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
2770                 unsigned int nr, *counters = m->private;
2771
2772                 if (!counters)
2773                         return;
2774
2775                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
2776                         return;
2777                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
2778                 smp_rmb();
2779
2780                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
2781
2782                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
2783                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
2784
2785                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
2786                         if (counters[nr])
2787                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
2788         }
2789 }
2790
2791 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2792 {
2793         struct vmap_area *va;
2794         struct vm_struct *v;
2795
2796         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
2797
2798         /*
2799          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !VM_VM_AREA on
2800          * behalf of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
2801          */
2802         if (!(va->flags & VM_VM_AREA)) {
2803                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld %s\n",
2804                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
2805                         va->va_end - va->va_start,
2806                         va->flags & VM_LAZY_FREE ? "unpurged vm_area" : "vm_map_ram");
2807
2808                 return 0;
2809         }
2810
2811         v = va->vm;
2812
2813         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
2814                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
2815
2816         if (v->caller)
2817                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
2818
2819         if (v->nr_pages)
2820                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
2821
2822         if (v->phys_addr)
2823                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
2824
2825         if (v->flags & VM_IOREMAP)
2826                 seq_puts(m, " ioremap");
2827
2828         if (v->flags & VM_ALLOC)
2829                 seq_puts(m, " vmalloc");
2830
2831         if (v->flags & VM_MAP)
2832                 seq_puts(m, " vmap");
2833
2834         if (v->flags & VM_USERMAP)
2835                 seq_puts(m, " user");
2836
2837         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
2838                 seq_puts(m, " vpages");
2839
2840         show_numa_info(m, v);
2841         seq_putc(m, '\n');
2842         return 0;
2843 }
2844
2845 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
2846         .start = s_start,
2847         .next = s_next,
2848         .stop = s_stop,
2849         .show = s_show,
2850 };
2851
2852 static int __init proc_vmalloc_init(void)
2853 {
2854         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
2855                 proc_create_seq_private("vmallocinfo", 0400, NULL,
2856                                 &vmalloc_op,
2857                                 nr_node_ids * sizeof(unsigned int), NULL);
2858         else
2859                 proc_create_seq("vmallocinfo", 0400, NULL, &vmalloc_op);
2860         return 0;
2861 }
2862 module_init(proc_vmalloc_init);
2863
2864 #endif