Merge tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / vmalloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/vmalloc.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
6  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
7  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
8  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
9  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
10  */
11
12 #include <linux/vmalloc.h>
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/sched/signal.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/interrupt.h>
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/seq_file.h>
22 #include <linux/set_memory.h>
23 #include <linux/debugobjects.h>
24 #include <linux/kallsyms.h>
25 #include <linux/list.h>
26 #include <linux/notifier.h>
27 #include <linux/rbtree.h>
28 #include <linux/radix-tree.h>
29 #include <linux/rcupdate.h>
30 #include <linux/pfn.h>
31 #include <linux/kmemleak.h>
32 #include <linux/atomic.h>
33 #include <linux/compiler.h>
34 #include <linux/llist.h>
35 #include <linux/bitops.h>
36 #include <linux/rbtree_augmented.h>
37
38 #include <linux/uaccess.h>
39 #include <asm/tlbflush.h>
40 #include <asm/shmparam.h>
41
42 #include "internal.h"
43
44 struct vfree_deferred {
45         struct llist_head list;
46         struct work_struct wq;
47 };
48 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
49
50 static void __vunmap(const void *, int);
51
52 static void free_work(struct work_struct *w)
53 {
54         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
55         struct llist_node *t, *llnode;
56
57         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
58                 __vunmap((void *)llnode, 1);
59 }
60
61 /*** Page table manipulation functions ***/
62
63 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end)
64 {
65         pte_t *pte;
66
67         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
68         do {
69                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
70                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
71         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
72 }
73
74 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end)
75 {
76         pmd_t *pmd;
77         unsigned long next;
78
79         pmd = pmd_offset(pud, addr);
80         do {
81                 next = pmd_addr_end(addr, end);
82                 if (pmd_clear_huge(pmd))
83                         continue;
84                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
85                         continue;
86                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next);
87         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
88 }
89
90 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end)
91 {
92         pud_t *pud;
93         unsigned long next;
94
95         pud = pud_offset(p4d, addr);
96         do {
97                 next = pud_addr_end(addr, end);
98                 if (pud_clear_huge(pud))
99                         continue;
100                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
101                         continue;
102                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next);
103         } while (pud++, addr = next, addr != end);
104 }
105
106 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end)
107 {
108         p4d_t *p4d;
109         unsigned long next;
110
111         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
112         do {
113                 next = p4d_addr_end(addr, end);
114                 if (p4d_clear_huge(p4d))
115                         continue;
116                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
117                         continue;
118                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next);
119         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
120 }
121
122 static void vunmap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end)
123 {
124         pgd_t *pgd;
125         unsigned long next;
126
127         BUG_ON(addr >= end);
128         pgd = pgd_offset_k(addr);
129         do {
130                 next = pgd_addr_end(addr, end);
131                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
132                         continue;
133                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next);
134         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
135 }
136
137 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
138                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
139 {
140         pte_t *pte;
141
142         /*
143          * nr is a running index into the array which helps higher level
144          * callers keep track of where we're up to.
145          */
146
147         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
148         if (!pte)
149                 return -ENOMEM;
150         do {
151                 struct page *page = pages[*nr];
152
153                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
154                         return -EBUSY;
155                 if (WARN_ON(!page))
156                         return -ENOMEM;
157                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
158                 (*nr)++;
159         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
160         return 0;
161 }
162
163 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
164                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
165 {
166         pmd_t *pmd;
167         unsigned long next;
168
169         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
170         if (!pmd)
171                 return -ENOMEM;
172         do {
173                 next = pmd_addr_end(addr, end);
174                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr))
175                         return -ENOMEM;
176         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
177         return 0;
178 }
179
180 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
181                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
182 {
183         pud_t *pud;
184         unsigned long next;
185
186         pud = pud_alloc(&init_mm, p4d, addr);
187         if (!pud)
188                 return -ENOMEM;
189         do {
190                 next = pud_addr_end(addr, end);
191                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr))
192                         return -ENOMEM;
193         } while (pud++, addr = next, addr != end);
194         return 0;
195 }
196
197 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
198                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr)
199 {
200         p4d_t *p4d;
201         unsigned long next;
202
203         p4d = p4d_alloc(&init_mm, pgd, addr);
204         if (!p4d)
205                 return -ENOMEM;
206         do {
207                 next = p4d_addr_end(addr, end);
208                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr))
209                         return -ENOMEM;
210         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
211         return 0;
212 }
213
214 /*
215  * Set up page tables in kva (addr, end). The ptes shall have prot "prot", and
216  * will have pfns corresponding to the "pages" array.
217  *
218  * Ie. pte at addr+N*PAGE_SIZE shall point to pfn corresponding to pages[N]
219  */
220 static int vmap_page_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end,
221                                    pgprot_t prot, struct page **pages)
222 {
223         pgd_t *pgd;
224         unsigned long next;
225         unsigned long addr = start;
226         int err = 0;
227         int nr = 0;
228
229         BUG_ON(addr >= end);
230         pgd = pgd_offset_k(addr);
231         do {
232                 next = pgd_addr_end(addr, end);
233                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr);
234                 if (err)
235                         return err;
236         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
237
238         return nr;
239 }
240
241 static int vmap_page_range(unsigned long start, unsigned long end,
242                            pgprot_t prot, struct page **pages)
243 {
244         int ret;
245
246         ret = vmap_page_range_noflush(start, end, prot, pages);
247         flush_cache_vmap(start, end);
248         return ret;
249 }
250
251 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
252 {
253         /*
254          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
255          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
256          * just put it in the vmalloc space.
257          */
258 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
259         unsigned long addr = (unsigned long)x;
260         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
261                 return 1;
262 #endif
263         return is_vmalloc_addr(x);
264 }
265
266 /*
267  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
268  */
269 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
270 {
271         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
272         struct page *page = NULL;
273         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
274         p4d_t *p4d;
275         pud_t *pud;
276         pmd_t *pmd;
277         pte_t *ptep, pte;
278
279         /*
280          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
281          * architectures that do not vmalloc module space
282          */
283         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
284
285         if (pgd_none(*pgd))
286                 return NULL;
287         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
288         if (p4d_none(*p4d))
289                 return NULL;
290         pud = pud_offset(p4d, addr);
291
292         /*
293          * Don't dereference bad PUD or PMD (below) entries. This will also
294          * identify huge mappings, which we may encounter on architectures
295          * that define CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP=y. Such regions will be
296          * identified as vmalloc addresses by is_vmalloc_addr(), but are
297          * not [unambiguously] associated with a struct page, so there is
298          * no correct value to return for them.
299          */
300         WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud));
301         if (pud_none(*pud) || pud_bad(*pud))
302                 return NULL;
303         pmd = pmd_offset(pud, addr);
304         WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd));
305         if (pmd_none(*pmd) || pmd_bad(*pmd))
306                 return NULL;
307
308         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
309         pte = *ptep;
310         if (pte_present(pte))
311                 page = pte_page(pte);
312         pte_unmap(ptep);
313         return page;
314 }
315 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
316
317 /*
318  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
319  */
320 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
321 {
322         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
323 }
324 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
325
326
327 /*** Global kva allocator ***/
328
329 #define DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK 0
330 #define DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK 0
331
332 #define VM_LAZY_FREE    0x02
333 #define VM_VM_AREA      0x04
334
335 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
336 /* Export for kexec only */
337 LIST_HEAD(vmap_area_list);
338 static LLIST_HEAD(vmap_purge_list);
339 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
340 static bool vmap_initialized __read_mostly;
341
342 /*
343  * This kmem_cache is used for vmap_area objects. Instead of
344  * allocating from slab we reuse an object from this cache to
345  * make things faster. Especially in "no edge" splitting of
346  * free block.
347  */
348 static struct kmem_cache *vmap_area_cachep;
349
350 /*
351  * This linked list is used in pair with free_vmap_area_root.
352  * It gives O(1) access to prev/next to perform fast coalescing.
353  */
354 static LIST_HEAD(free_vmap_area_list);
355
356 /*
357  * This augment red-black tree represents the free vmap space.
358  * All vmap_area objects in this tree are sorted by va->va_start
359  * address. It is used for allocation and merging when a vmap
360  * object is released.
361  *
362  * Each vmap_area node contains a maximum available free block
363  * of its sub-tree, right or left. Therefore it is possible to
364  * find a lowest match of free area.
365  */
366 static struct rb_root free_vmap_area_root = RB_ROOT;
367
368 /*
369  * Preload a CPU with one object for "no edge" split case. The
370  * aim is to get rid of allocations from the atomic context, thus
371  * to use more permissive allocation masks.
372  */
373 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_area *, ne_fit_preload_node);
374
375 static __always_inline unsigned long
376 va_size(struct vmap_area *va)
377 {
378         return (va->va_end - va->va_start);
379 }
380
381 static __always_inline unsigned long
382 get_subtree_max_size(struct rb_node *node)
383 {
384         struct vmap_area *va;
385
386         va = rb_entry_safe(node, struct vmap_area, rb_node);
387         return va ? va->subtree_max_size : 0;
388 }
389
390 /*
391  * Gets called when remove the node and rotate.
392  */
393 static __always_inline unsigned long
394 compute_subtree_max_size(struct vmap_area *va)
395 {
396         return max3(va_size(va),
397                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_left),
398                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_right));
399 }
400
401 RB_DECLARE_CALLBACKS(static, free_vmap_area_rb_augment_cb,
402         struct vmap_area, rb_node, unsigned long, subtree_max_size,
403         compute_subtree_max_size)
404
405 static void purge_vmap_area_lazy(void);
406 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
407 static unsigned long lazy_max_pages(void);
408
409 static atomic_long_t nr_vmalloc_pages;
410
411 unsigned long vmalloc_nr_pages(void)
412 {
413         return atomic_long_read(&nr_vmalloc_pages);
414 }
415
416 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
417 {
418         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
419
420         while (n) {
421                 struct vmap_area *va;
422
423                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
424                 if (addr < va->va_start)
425                         n = n->rb_left;
426                 else if (addr >= va->va_end)
427                         n = n->rb_right;
428                 else
429                         return va;
430         }
431
432         return NULL;
433 }
434
435 /*
436  * This function returns back addresses of parent node
437  * and its left or right link for further processing.
438  */
439 static __always_inline struct rb_node **
440 find_va_links(struct vmap_area *va,
441         struct rb_root *root, struct rb_node *from,
442         struct rb_node **parent)
443 {
444         struct vmap_area *tmp_va;
445         struct rb_node **link;
446
447         if (root) {
448                 link = &root->rb_node;
449                 if (unlikely(!*link)) {
450                         *parent = NULL;
451                         return link;
452                 }
453         } else {
454                 link = &from;
455         }
456
457         /*
458          * Go to the bottom of the tree. When we hit the last point
459          * we end up with parent rb_node and correct direction, i name
460          * it link, where the new va->rb_node will be attached to.
461          */
462         do {
463                 tmp_va = rb_entry(*link, struct vmap_area, rb_node);
464
465                 /*
466                  * During the traversal we also do some sanity check.
467                  * Trigger the BUG() if there are sides(left/right)
468                  * or full overlaps.
469                  */
470                 if (va->va_start < tmp_va->va_end &&
471                                 va->va_end <= tmp_va->va_start)
472                         link = &(*link)->rb_left;
473                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start &&
474                                 va->va_start >= tmp_va->va_end)
475                         link = &(*link)->rb_right;
476                 else
477                         BUG();
478         } while (*link);
479
480         *parent = &tmp_va->rb_node;
481         return link;
482 }
483
484 static __always_inline struct list_head *
485 get_va_next_sibling(struct rb_node *parent, struct rb_node **link)
486 {
487         struct list_head *list;
488
489         if (unlikely(!parent))
490                 /*
491                  * The red-black tree where we try to find VA neighbors
492                  * before merging or inserting is empty, i.e. it means
493                  * there is no free vmap space. Normally it does not
494                  * happen but we handle this case anyway.
495                  */
496                 return NULL;
497
498         list = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
499         return (&parent->rb_right == link ? list->next : list);
500 }
501
502 static __always_inline void
503 link_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
504         struct rb_node *parent, struct rb_node **link, struct list_head *head)
505 {
506         /*
507          * VA is still not in the list, but we can
508          * identify its future previous list_head node.
509          */
510         if (likely(parent)) {
511                 head = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
512                 if (&parent->rb_right != link)
513                         head = head->prev;
514         }
515
516         /* Insert to the rb-tree */
517         rb_link_node(&va->rb_node, parent, link);
518         if (root == &free_vmap_area_root) {
519                 /*
520                  * Some explanation here. Just perform simple insertion
521                  * to the tree. We do not set va->subtree_max_size to
522                  * its current size before calling rb_insert_augmented().
523                  * It is because of we populate the tree from the bottom
524                  * to parent levels when the node _is_ in the tree.
525                  *
526                  * Therefore we set subtree_max_size to zero after insertion,
527                  * to let __augment_tree_propagate_from() puts everything to
528                  * the correct order later on.
529                  */
530                 rb_insert_augmented(&va->rb_node,
531                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
532                 va->subtree_max_size = 0;
533         } else {
534                 rb_insert_color(&va->rb_node, root);
535         }
536
537         /* Address-sort this list */
538         list_add(&va->list, head);
539 }
540
541 static __always_inline void
542 unlink_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root)
543 {
544         if (WARN_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node)))
545                 return;
546
547         if (root == &free_vmap_area_root)
548                 rb_erase_augmented(&va->rb_node,
549                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
550         else
551                 rb_erase(&va->rb_node, root);
552
553         list_del(&va->list);
554         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
555 }
556
557 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
558 static void
559 augment_tree_propagate_check(struct rb_node *n)
560 {
561         struct vmap_area *va;
562         struct rb_node *node;
563         unsigned long size;
564         bool found = false;
565
566         if (n == NULL)
567                 return;
568
569         va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
570         size = va->subtree_max_size;
571         node = n;
572
573         while (node) {
574                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
575
576                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) == size) {
577                         node = node->rb_left;
578                 } else {
579                         if (va_size(va) == size) {
580                                 found = true;
581                                 break;
582                         }
583
584                         node = node->rb_right;
585                 }
586         }
587
588         if (!found) {
589                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
590                 pr_emerg("tree is corrupted: %lu, %lu\n",
591                         va_size(va), va->subtree_max_size);
592         }
593
594         augment_tree_propagate_check(n->rb_left);
595         augment_tree_propagate_check(n->rb_right);
596 }
597 #endif
598
599 /*
600  * This function populates subtree_max_size from bottom to upper
601  * levels starting from VA point. The propagation must be done
602  * when VA size is modified by changing its va_start/va_end. Or
603  * in case of newly inserting of VA to the tree.
604  *
605  * It means that __augment_tree_propagate_from() must be called:
606  * - After VA has been inserted to the tree(free path);
607  * - After VA has been shrunk(allocation path);
608  * - After VA has been increased(merging path).
609  *
610  * Please note that, it does not mean that upper parent nodes
611  * and their subtree_max_size are recalculated all the time up
612  * to the root node.
613  *
614  *       4--8
615  *        /\
616  *       /  \
617  *      /    \
618  *    2--2  8--8
619  *
620  * For example if we modify the node 4, shrinking it to 2, then
621  * no any modification is required. If we shrink the node 2 to 1
622  * its subtree_max_size is updated only, and set to 1. If we shrink
623  * the node 8 to 6, then its subtree_max_size is set to 6 and parent
624  * node becomes 4--6.
625  */
626 static __always_inline void
627 augment_tree_propagate_from(struct vmap_area *va)
628 {
629         struct rb_node *node = &va->rb_node;
630         unsigned long new_va_sub_max_size;
631
632         while (node) {
633                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
634                 new_va_sub_max_size = compute_subtree_max_size(va);
635
636                 /*
637                  * If the newly calculated maximum available size of the
638                  * subtree is equal to the current one, then it means that
639                  * the tree is propagated correctly. So we have to stop at
640                  * this point to save cycles.
641                  */
642                 if (va->subtree_max_size == new_va_sub_max_size)
643                         break;
644
645                 va->subtree_max_size = new_va_sub_max_size;
646                 node = rb_parent(&va->rb_node);
647         }
648
649 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
650         augment_tree_propagate_check(free_vmap_area_root.rb_node);
651 #endif
652 }
653
654 static void
655 insert_vmap_area(struct vmap_area *va,
656         struct rb_root *root, struct list_head *head)
657 {
658         struct rb_node **link;
659         struct rb_node *parent;
660
661         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
662         link_va(va, root, parent, link, head);
663 }
664
665 static void
666 insert_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
667         struct rb_node *from, struct rb_root *root,
668         struct list_head *head)
669 {
670         struct rb_node **link;
671         struct rb_node *parent;
672
673         if (from)
674                 link = find_va_links(va, NULL, from, &parent);
675         else
676                 link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
677
678         link_va(va, root, parent, link, head);
679         augment_tree_propagate_from(va);
680 }
681
682 /*
683  * Merge de-allocated chunk of VA memory with previous
684  * and next free blocks. If coalesce is not done a new
685  * free area is inserted. If VA has been merged, it is
686  * freed.
687  */
688 static __always_inline void
689 merge_or_add_vmap_area(struct vmap_area *va,
690         struct rb_root *root, struct list_head *head)
691 {
692         struct vmap_area *sibling;
693         struct list_head *next;
694         struct rb_node **link;
695         struct rb_node *parent;
696         bool merged = false;
697
698         /*
699          * Find a place in the tree where VA potentially will be
700          * inserted, unless it is merged with its sibling/siblings.
701          */
702         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
703
704         /*
705          * Get next node of VA to check if merging can be done.
706          */
707         next = get_va_next_sibling(parent, link);
708         if (unlikely(next == NULL))
709                 goto insert;
710
711         /*
712          * start            end
713          * |                |
714          * |<------VA------>|<-----Next----->|
715          *                  |                |
716          *                  start            end
717          */
718         if (next != head) {
719                 sibling = list_entry(next, struct vmap_area, list);
720                 if (sibling->va_start == va->va_end) {
721                         sibling->va_start = va->va_start;
722
723                         /* Check and update the tree if needed. */
724                         augment_tree_propagate_from(sibling);
725
726                         /* Free vmap_area object. */
727                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
728
729                         /* Point to the new merged area. */
730                         va = sibling;
731                         merged = true;
732                 }
733         }
734
735         /*
736          * start            end
737          * |                |
738          * |<-----Prev----->|<------VA------>|
739          *                  |                |
740          *                  start            end
741          */
742         if (next->prev != head) {
743                 sibling = list_entry(next->prev, struct vmap_area, list);
744                 if (sibling->va_end == va->va_start) {
745                         sibling->va_end = va->va_end;
746
747                         /* Check and update the tree if needed. */
748                         augment_tree_propagate_from(sibling);
749
750                         if (merged)
751                                 unlink_va(va, root);
752
753                         /* Free vmap_area object. */
754                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
755                         return;
756                 }
757         }
758
759 insert:
760         if (!merged) {
761                 link_va(va, root, parent, link, head);
762                 augment_tree_propagate_from(va);
763         }
764 }
765
766 static __always_inline bool
767 is_within_this_va(struct vmap_area *va, unsigned long size,
768         unsigned long align, unsigned long vstart)
769 {
770         unsigned long nva_start_addr;
771
772         if (va->va_start > vstart)
773                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
774         else
775                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
776
777         /* Can be overflowed due to big size or alignment. */
778         if (nva_start_addr + size < nva_start_addr ||
779                         nva_start_addr < vstart)
780                 return false;
781
782         return (nva_start_addr + size <= va->va_end);
783 }
784
785 /*
786  * Find the first free block(lowest start address) in the tree,
787  * that will accomplish the request corresponding to passing
788  * parameters.
789  */
790 static __always_inline struct vmap_area *
791 find_vmap_lowest_match(unsigned long size,
792         unsigned long align, unsigned long vstart)
793 {
794         struct vmap_area *va;
795         struct rb_node *node;
796         unsigned long length;
797
798         /* Start from the root. */
799         node = free_vmap_area_root.rb_node;
800
801         /* Adjust the search size for alignment overhead. */
802         length = size + align - 1;
803
804         while (node) {
805                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
806
807                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) >= length &&
808                                 vstart < va->va_start) {
809                         node = node->rb_left;
810                 } else {
811                         if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
812                                 return va;
813
814                         /*
815                          * Does not make sense to go deeper towards the right
816                          * sub-tree if it does not have a free block that is
817                          * equal or bigger to the requested search length.
818                          */
819                         if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length) {
820                                 node = node->rb_right;
821                                 continue;
822                         }
823
824                         /*
825                          * OK. We roll back and find the first right sub-tree,
826                          * that will satisfy the search criteria. It can happen
827                          * only once due to "vstart" restriction.
828                          */
829                         while ((node = rb_parent(node))) {
830                                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
831                                 if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
832                                         return va;
833
834                                 if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length &&
835                                                 vstart <= va->va_start) {
836                                         node = node->rb_right;
837                                         break;
838                                 }
839                         }
840                 }
841         }
842
843         return NULL;
844 }
845
846 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
847 #include <linux/random.h>
848
849 static struct vmap_area *
850 find_vmap_lowest_linear_match(unsigned long size,
851         unsigned long align, unsigned long vstart)
852 {
853         struct vmap_area *va;
854
855         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
856                 if (!is_within_this_va(va, size, align, vstart))
857                         continue;
858
859                 return va;
860         }
861
862         return NULL;
863 }
864
865 static void
866 find_vmap_lowest_match_check(unsigned long size)
867 {
868         struct vmap_area *va_1, *va_2;
869         unsigned long vstart;
870         unsigned int rnd;
871
872         get_random_bytes(&rnd, sizeof(rnd));
873         vstart = VMALLOC_START + rnd;
874
875         va_1 = find_vmap_lowest_match(size, 1, vstart);
876         va_2 = find_vmap_lowest_linear_match(size, 1, vstart);
877
878         if (va_1 != va_2)
879                 pr_emerg("not lowest: t: 0x%p, l: 0x%p, v: 0x%lx\n",
880                         va_1, va_2, vstart);
881 }
882 #endif
883
884 enum fit_type {
885         NOTHING_FIT = 0,
886         FL_FIT_TYPE = 1,        /* full fit */
887         LE_FIT_TYPE = 2,        /* left edge fit */
888         RE_FIT_TYPE = 3,        /* right edge fit */
889         NE_FIT_TYPE = 4         /* no edge fit */
890 };
891
892 static __always_inline enum fit_type
893 classify_va_fit_type(struct vmap_area *va,
894         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size)
895 {
896         enum fit_type type;
897
898         /* Check if it is within VA. */
899         if (nva_start_addr < va->va_start ||
900                         nva_start_addr + size > va->va_end)
901                 return NOTHING_FIT;
902
903         /* Now classify. */
904         if (va->va_start == nva_start_addr) {
905                 if (va->va_end == nva_start_addr + size)
906                         type = FL_FIT_TYPE;
907                 else
908                         type = LE_FIT_TYPE;
909         } else if (va->va_end == nva_start_addr + size) {
910                 type = RE_FIT_TYPE;
911         } else {
912                 type = NE_FIT_TYPE;
913         }
914
915         return type;
916 }
917
918 static __always_inline int
919 adjust_va_to_fit_type(struct vmap_area *va,
920         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size,
921         enum fit_type type)
922 {
923         struct vmap_area *lva = NULL;
924
925         if (type == FL_FIT_TYPE) {
926                 /*
927                  * No need to split VA, it fully fits.
928                  *
929                  * |               |
930                  * V      NVA      V
931                  * |---------------|
932                  */
933                 unlink_va(va, &free_vmap_area_root);
934                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
935         } else if (type == LE_FIT_TYPE) {
936                 /*
937                  * Split left edge of fit VA.
938                  *
939                  * |       |
940                  * V  NVA  V   R
941                  * |-------|-------|
942                  */
943                 va->va_start += size;
944         } else if (type == RE_FIT_TYPE) {
945                 /*
946                  * Split right edge of fit VA.
947                  *
948                  *         |       |
949                  *     L   V  NVA  V
950                  * |-------|-------|
951                  */
952                 va->va_end = nva_start_addr;
953         } else if (type == NE_FIT_TYPE) {
954                 /*
955                  * Split no edge of fit VA.
956                  *
957                  *     |       |
958                  *   L V  NVA  V R
959                  * |---|-------|---|
960                  */
961                 lva = __this_cpu_xchg(ne_fit_preload_node, NULL);
962                 if (unlikely(!lva)) {
963                         /*
964                          * For percpu allocator we do not do any pre-allocation
965                          * and leave it as it is. The reason is it most likely
966                          * never ends up with NE_FIT_TYPE splitting. In case of
967                          * percpu allocations offsets and sizes are aligned to
968                          * fixed align request, i.e. RE_FIT_TYPE and FL_FIT_TYPE
969                          * are its main fitting cases.
970                          *
971                          * There are a few exceptions though, as an example it is
972                          * a first allocation (early boot up) when we have "one"
973                          * big free space that has to be split.
974                          */
975                         lva = kmem_cache_alloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
976                         if (!lva)
977                                 return -1;
978                 }
979
980                 /*
981                  * Build the remainder.
982                  */
983                 lva->va_start = va->va_start;
984                 lva->va_end = nva_start_addr;
985
986                 /*
987                  * Shrink this VA to remaining size.
988                  */
989                 va->va_start = nva_start_addr + size;
990         } else {
991                 return -1;
992         }
993
994         if (type != FL_FIT_TYPE) {
995                 augment_tree_propagate_from(va);
996
997                 if (lva)        /* type == NE_FIT_TYPE */
998                         insert_vmap_area_augment(lva, &va->rb_node,
999                                 &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1000         }
1001
1002         return 0;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Returns a start address of the newly allocated area, if success.
1007  * Otherwise a vend is returned that indicates failure.
1008  */
1009 static __always_inline unsigned long
1010 __alloc_vmap_area(unsigned long size, unsigned long align,
1011         unsigned long vstart, unsigned long vend)
1012 {
1013         unsigned long nva_start_addr;
1014         struct vmap_area *va;
1015         enum fit_type type;
1016         int ret;
1017
1018         va = find_vmap_lowest_match(size, align, vstart);
1019         if (unlikely(!va))
1020                 return vend;
1021
1022         if (va->va_start > vstart)
1023                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1024         else
1025                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1026
1027         /* Check the "vend" restriction. */
1028         if (nva_start_addr + size > vend)
1029                 return vend;
1030
1031         /* Classify what we have found. */
1032         type = classify_va_fit_type(va, nva_start_addr, size);
1033         if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
1034                 return vend;
1035
1036         /* Update the free vmap_area. */
1037         ret = adjust_va_to_fit_type(va, nva_start_addr, size, type);
1038         if (ret)
1039                 return vend;
1040
1041 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1042         find_vmap_lowest_match_check(size);
1043 #endif
1044
1045         return nva_start_addr;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
1050  * vstart and vend.
1051  */
1052 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
1053                                 unsigned long align,
1054                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
1055                                 int node, gfp_t gfp_mask)
1056 {
1057         struct vmap_area *va, *pva;
1058         unsigned long addr;
1059         int purged = 0;
1060
1061         BUG_ON(!size);
1062         BUG_ON(offset_in_page(size));
1063         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
1064
1065         if (unlikely(!vmap_initialized))
1066                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1067
1068         might_sleep();
1069
1070         va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep,
1071                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1072         if (unlikely(!va))
1073                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1074
1075         /*
1076          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
1077          * to avoid false negatives.
1078          */
1079         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK);
1080
1081 retry:
1082         /*
1083          * Preload this CPU with one extra vmap_area object to ensure
1084          * that we have it available when fit type of free area is
1085          * NE_FIT_TYPE.
1086          *
1087          * The preload is done in non-atomic context, thus it allows us
1088          * to use more permissive allocation masks to be more stable under
1089          * low memory condition and high memory pressure.
1090          *
1091          * Even if it fails we do not really care about that. Just proceed
1092          * as it is. "overflow" path will refill the cache we allocate from.
1093          */
1094         preempt_disable();
1095         if (!__this_cpu_read(ne_fit_preload_node)) {
1096                 preempt_enable();
1097                 pva = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, GFP_KERNEL, node);
1098                 preempt_disable();
1099
1100                 if (__this_cpu_cmpxchg(ne_fit_preload_node, NULL, pva)) {
1101                         if (pva)
1102                                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, pva);
1103                 }
1104         }
1105
1106         spin_lock(&vmap_area_lock);
1107         preempt_enable();
1108
1109         /*
1110          * If an allocation fails, the "vend" address is
1111          * returned. Therefore trigger the overflow path.
1112          */
1113         addr = __alloc_vmap_area(size, align, vstart, vend);
1114         if (unlikely(addr == vend))
1115                 goto overflow;
1116
1117         va->va_start = addr;
1118         va->va_end = addr + size;
1119         va->flags = 0;
1120         insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1121
1122         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1123
1124         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
1125         BUG_ON(va->va_start < vstart);
1126         BUG_ON(va->va_end > vend);
1127
1128         return va;
1129
1130 overflow:
1131         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1132         if (!purged) {
1133                 purge_vmap_area_lazy();
1134                 purged = 1;
1135                 goto retry;
1136         }
1137
1138         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
1139                 unsigned long freed = 0;
1140                 blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
1141                 if (freed > 0) {
1142                         purged = 0;
1143                         goto retry;
1144                 }
1145         }
1146
1147         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1148                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
1149                         size);
1150
1151         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1152         return ERR_PTR(-EBUSY);
1153 }
1154
1155 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1156 {
1157         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
1160
1161 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1162 {
1163         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
1164 }
1165 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
1166
1167 static void __free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1168 {
1169         /*
1170          * Remove from the busy tree/list.
1171          */
1172         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1173
1174         /*
1175          * Merge VA with its neighbors, otherwise just add it.
1176          */
1177         merge_or_add_vmap_area(va,
1178                 &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
1183  */
1184 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1185 {
1186         spin_lock(&vmap_area_lock);
1187         __free_vmap_area(va);
1188         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Clear the pagetable entries of a given vmap_area
1193  */
1194 static void unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1195 {
1196         vunmap_page_range(va->va_start, va->va_end);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
1201  * before attempting to purge with a TLB flush.
1202  *
1203  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
1204  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
1205  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
1206  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
1207  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
1208  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
1209  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
1210  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
1211  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
1212  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
1213  * becomes a problem on bigger systems.
1214  */
1215 static unsigned long lazy_max_pages(void)
1216 {
1217         unsigned int log;
1218
1219         log = fls(num_online_cpus());
1220
1221         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
1222 }
1223
1224 static atomic_long_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_LONG_INIT(0);
1225
1226 /*
1227  * Serialize vmap purging.  There is no actual criticial section protected
1228  * by this look, but we want to avoid concurrent calls for performance
1229  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
1230  */
1231 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
1232
1233 /* for per-CPU blocks */
1234 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
1235
1236 /*
1237  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
1238  * immediately freed.
1239  */
1240 void set_iounmap_nonlazy(void)
1241 {
1242         atomic_long_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Purges all lazily-freed vmap areas.
1247  */
1248 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
1249 {
1250         unsigned long resched_threshold;
1251         struct llist_node *valist;
1252         struct vmap_area *va;
1253         struct vmap_area *n_va;
1254
1255         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
1256
1257         valist = llist_del_all(&vmap_purge_list);
1258         if (unlikely(valist == NULL))
1259                 return false;
1260
1261         /*
1262          * First make sure the mappings are removed from all page-tables
1263          * before they are freed.
1264          */
1265         vmalloc_sync_all();
1266
1267         /*
1268          * TODO: to calculate a flush range without looping.
1269          * The list can be up to lazy_max_pages() elements.
1270          */
1271         llist_for_each_entry(va, valist, purge_list) {
1272                 if (va->va_start < start)
1273                         start = va->va_start;
1274                 if (va->va_end > end)
1275                         end = va->va_end;
1276         }
1277
1278         flush_tlb_kernel_range(start, end);
1279         resched_threshold = lazy_max_pages() << 1;
1280
1281         spin_lock(&vmap_area_lock);
1282         llist_for_each_entry_safe(va, n_va, valist, purge_list) {
1283                 unsigned long nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
1284
1285                 __free_vmap_area(va);
1286                 atomic_long_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
1287
1288                 if (atomic_long_read(&vmap_lazy_nr) < resched_threshold)
1289                         cond_resched_lock(&vmap_area_lock);
1290         }
1291         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1292         return true;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
1297  * is already purging.
1298  */
1299 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
1300 {
1301         if (mutex_trylock(&vmap_purge_lock)) {
1302                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1303                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1304         }
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
1309  */
1310 static void purge_vmap_area_lazy(void)
1311 {
1312         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1313         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1314         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1315         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
1320  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
1321  * previously.
1322  */
1323 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
1324 {
1325         unsigned long nr_lazy;
1326
1327         nr_lazy = atomic_long_add_return((va->va_end - va->va_start) >>
1328                                 PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
1329
1330         /* After this point, we may free va at any time */
1331         llist_add(&va->purge_list, &vmap_purge_list);
1332
1333         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
1334                 try_purge_vmap_area_lazy();
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Free and unmap a vmap area
1339  */
1340 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1341 {
1342         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
1343         unmap_vmap_area(va);
1344         if (debug_pagealloc_enabled())
1345                 flush_tlb_kernel_range(va->va_start, va->va_end);
1346
1347         free_vmap_area_noflush(va);
1348 }
1349
1350 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
1351 {
1352         struct vmap_area *va;
1353
1354         spin_lock(&vmap_area_lock);
1355         va = __find_vmap_area(addr);
1356         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1357
1358         return va;
1359 }
1360
1361 /*** Per cpu kva allocator ***/
1362
1363 /*
1364  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
1365  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
1366  */
1367 /*
1368  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
1369  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
1370  * instead (we just need a rough idea)
1371  */
1372 #if BITS_PER_LONG == 32
1373 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
1374 #else
1375 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
1376 #endif
1377
1378 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
1379 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
1380 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
1381 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
1382 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
1383 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
1384 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
1385                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
1386                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
1387                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
1388
1389 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
1390
1391 struct vmap_block_queue {
1392         spinlock_t lock;
1393         struct list_head free;
1394 };
1395
1396 struct vmap_block {
1397         spinlock_t lock;
1398         struct vmap_area *va;
1399         unsigned long free, dirty;
1400         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
1401         struct list_head free_list;
1402         struct rcu_head rcu_head;
1403         struct list_head purge;
1404 };
1405
1406 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
1407 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
1408
1409 /*
1410  * Radix tree of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
1411  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
1412  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
1413  */
1414 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_block_tree_lock);
1415 static RADIX_TREE(vmap_block_tree, GFP_ATOMIC);
1416
1417 /*
1418  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
1419  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
1420  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
1421  * big problem.
1422  */
1423
1424 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
1425 {
1426         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
1427         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
1428         return addr;
1429 }
1430
1431 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
1432 {
1433         unsigned long addr;
1434
1435         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
1436         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
1437         return (void *)addr;
1438 }
1439
1440 /**
1441  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
1442  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
1443  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
1444  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
1445  *
1446  * Return: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
1447  */
1448 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
1449 {
1450         struct vmap_block_queue *vbq;
1451         struct vmap_block *vb;
1452         struct vmap_area *va;
1453         unsigned long vb_idx;
1454         int node, err;
1455         void *vaddr;
1456
1457         node = numa_node_id();
1458
1459         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
1460                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1461         if (unlikely(!vb))
1462                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1463
1464         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
1465                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1466                                         node, gfp_mask);
1467         if (IS_ERR(va)) {
1468                 kfree(vb);
1469                 return ERR_CAST(va);
1470         }
1471
1472         err = radix_tree_preload(gfp_mask);
1473         if (unlikely(err)) {
1474                 kfree(vb);
1475                 free_vmap_area(va);
1476                 return ERR_PTR(err);
1477         }
1478
1479         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
1480         spin_lock_init(&vb->lock);
1481         vb->va = va;
1482         /* At least something should be left free */
1483         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
1484         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
1485         vb->dirty = 0;
1486         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
1487         vb->dirty_max = 0;
1488         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
1489
1490         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
1491         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
1492         err = radix_tree_insert(&vmap_block_tree, vb_idx, vb);
1493         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
1494         BUG_ON(err);
1495         radix_tree_preload_end();
1496
1497         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1498         spin_lock(&vbq->lock);
1499         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
1500         spin_unlock(&vbq->lock);
1501         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1502
1503         return vaddr;
1504 }
1505
1506 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
1507 {
1508         struct vmap_block *tmp;
1509         unsigned long vb_idx;
1510
1511         vb_idx = addr_to_vb_idx(vb->va->va_start);
1512         spin_lock(&vmap_block_tree_lock);
1513         tmp = radix_tree_delete(&vmap_block_tree, vb_idx);
1514         spin_unlock(&vmap_block_tree_lock);
1515         BUG_ON(tmp != vb);
1516
1517         free_vmap_area_noflush(vb->va);
1518         kfree_rcu(vb, rcu_head);
1519 }
1520
1521 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
1522 {
1523         LIST_HEAD(purge);
1524         struct vmap_block *vb;
1525         struct vmap_block *n_vb;
1526         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1527
1528         rcu_read_lock();
1529         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1530
1531                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
1532                         continue;
1533
1534                 spin_lock(&vb->lock);
1535                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
1536                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
1537                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
1538                         vb->dirty_min = 0;
1539                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
1540                         spin_lock(&vbq->lock);
1541                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1542                         spin_unlock(&vbq->lock);
1543                         spin_unlock(&vb->lock);
1544                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
1545                 } else
1546                         spin_unlock(&vb->lock);
1547         }
1548         rcu_read_unlock();
1549
1550         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
1551                 list_del(&vb->purge);
1552                 free_vmap_block(vb);
1553         }
1554 }
1555
1556 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
1557 {
1558         int cpu;
1559
1560         for_each_possible_cpu(cpu)
1561                 purge_fragmented_blocks(cpu);
1562 }
1563
1564 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
1565 {
1566         struct vmap_block_queue *vbq;
1567         struct vmap_block *vb;
1568         void *vaddr = NULL;
1569         unsigned int order;
1570
1571         BUG_ON(offset_in_page(size));
1572         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1573         if (WARN_ON(size == 0)) {
1574                 /*
1575                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
1576                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
1577                  * early.
1578                  */
1579                 return NULL;
1580         }
1581         order = get_order(size);
1582
1583         rcu_read_lock();
1584         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1585         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1586                 unsigned long pages_off;
1587
1588                 spin_lock(&vb->lock);
1589                 if (vb->free < (1UL << order)) {
1590                         spin_unlock(&vb->lock);
1591                         continue;
1592                 }
1593
1594                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
1595                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
1596                 vb->free -= 1UL << order;
1597                 if (vb->free == 0) {
1598                         spin_lock(&vbq->lock);
1599                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1600                         spin_unlock(&vbq->lock);
1601                 }
1602
1603                 spin_unlock(&vb->lock);
1604                 break;
1605         }
1606
1607         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1608         rcu_read_unlock();
1609
1610         /* Allocate new block if nothing was found */
1611         if (!vaddr)
1612                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
1613
1614         return vaddr;
1615 }
1616
1617 static void vb_free(const void *addr, unsigned long size)
1618 {
1619         unsigned long offset;
1620         unsigned long vb_idx;
1621         unsigned int order;
1622         struct vmap_block *vb;
1623
1624         BUG_ON(offset_in_page(size));
1625         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1626
1627         flush_cache_vunmap((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1628
1629         order = get_order(size);
1630
1631         offset = (unsigned long)addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1);
1632         offset >>= PAGE_SHIFT;
1633
1634         vb_idx = addr_to_vb_idx((unsigned long)addr);
1635         rcu_read_lock();
1636         vb = radix_tree_lookup(&vmap_block_tree, vb_idx);
1637         rcu_read_unlock();
1638         BUG_ON(!vb);
1639
1640         vunmap_page_range((unsigned long)addr, (unsigned long)addr + size);
1641
1642         if (debug_pagealloc_enabled())
1643                 flush_tlb_kernel_range((unsigned long)addr,
1644                                         (unsigned long)addr + size);
1645
1646         spin_lock(&vb->lock);
1647
1648         /* Expand dirty range */
1649         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
1650         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
1651
1652         vb->dirty += 1UL << order;
1653         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
1654                 BUG_ON(vb->free);
1655                 spin_unlock(&vb->lock);
1656                 free_vmap_block(vb);
1657         } else
1658                 spin_unlock(&vb->lock);
1659 }
1660
1661 static void _vm_unmap_aliases(unsigned long start, unsigned long end, int flush)
1662 {
1663         int cpu;
1664
1665         if (unlikely(!vmap_initialized))
1666                 return;
1667
1668         might_sleep();
1669
1670         for_each_possible_cpu(cpu) {
1671                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1672                 struct vmap_block *vb;
1673
1674                 rcu_read_lock();
1675                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1676                         spin_lock(&vb->lock);
1677                         if (vb->dirty) {
1678                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
1679                                 unsigned long s, e;
1680
1681                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
1682                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
1683
1684                                 start = min(s, start);
1685                                 end   = max(e, end);
1686
1687                                 flush = 1;
1688                         }
1689                         spin_unlock(&vb->lock);
1690                 }
1691                 rcu_read_unlock();
1692         }
1693
1694         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1695         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1696         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
1697                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
1698         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1699 }
1700
1701 /**
1702  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
1703  *
1704  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
1705  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
1706  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
1707  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
1708  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
1709  *
1710  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
1711  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
1712  * from the vmap layer.
1713  */
1714 void vm_unmap_aliases(void)
1715 {
1716         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1717         int flush = 0;
1718
1719         _vm_unmap_aliases(start, end, flush);
1720 }
1721 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
1722
1723 /**
1724  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
1725  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
1726  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
1727  */
1728 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
1729 {
1730         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1731         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
1732         struct vmap_area *va;
1733
1734         might_sleep();
1735         BUG_ON(!addr);
1736         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
1737         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
1738         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
1739
1740         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1741                 debug_check_no_locks_freed(mem, size);
1742                 vb_free(mem, size);
1743                 return;
1744         }
1745
1746         va = find_vmap_area(addr);
1747         BUG_ON(!va);
1748         debug_check_no_locks_freed((void *)va->va_start,
1749                                     (va->va_end - va->va_start));
1750         free_unmap_vmap_area(va);
1751 }
1752 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
1753
1754 /**
1755  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
1756  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
1757  * @count: number of pages
1758  * @node: prefer to allocate data structures on this node
1759  * @prot: memory protection to use. PAGE_KERNEL for regular RAM
1760  *
1761  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
1762  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
1763  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
1764  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
1765  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
1766  *
1767  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
1768  */
1769 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node, pgprot_t prot)
1770 {
1771         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1772         unsigned long addr;
1773         void *mem;
1774
1775         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1776                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
1777                 if (IS_ERR(mem))
1778                         return NULL;
1779                 addr = (unsigned long)mem;
1780         } else {
1781                 struct vmap_area *va;
1782                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
1783                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
1784                 if (IS_ERR(va))
1785                         return NULL;
1786
1787                 addr = va->va_start;
1788                 mem = (void *)addr;
1789         }
1790         if (vmap_page_range(addr, addr + size, prot, pages) < 0) {
1791                 vm_unmap_ram(mem, count);
1792                 return NULL;
1793         }
1794         return mem;
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1797
1798 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
1799
1800 /**
1801  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
1802  * @vm: vm_struct to add
1803  *
1804  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
1805  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
1806  * should contain proper values and the other fields should be zero.
1807  *
1808  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1809  */
1810 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
1811 {
1812         struct vm_struct *tmp, **p;
1813
1814         BUG_ON(vmap_initialized);
1815         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1816                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
1817                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
1818                         break;
1819                 } else
1820                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
1821         }
1822         vm->next = *p;
1823         *p = vm;
1824 }
1825
1826 /**
1827  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1828  * @vm: vm_struct to register
1829  * @align: requested alignment
1830  *
1831  * This function is used to register kernel vm area before
1832  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1833  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1834  * vm->addr contains the allocated address.
1835  *
1836  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1837  */
1838 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1839 {
1840         static size_t vm_init_off __initdata;
1841         unsigned long addr;
1842
1843         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1844         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1845
1846         vm->addr = (void *)addr;
1847
1848         vm_area_add_early(vm);
1849 }
1850
1851 static void vmap_init_free_space(void)
1852 {
1853         unsigned long vmap_start = 1;
1854         const unsigned long vmap_end = ULONG_MAX;
1855         struct vmap_area *busy, *free;
1856
1857         /*
1858          *     B     F     B     B     B     F
1859          * -|-----|.....|-----|-----|-----|.....|-
1860          *  |           The KVA space           |
1861          *  |<--------------------------------->|
1862          */
1863         list_for_each_entry(busy, &vmap_area_list, list) {
1864                 if (busy->va_start - vmap_start > 0) {
1865                         free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1866                         if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
1867                                 free->va_start = vmap_start;
1868                                 free->va_end = busy->va_start;
1869
1870                                 insert_vmap_area_augment(free, NULL,
1871                                         &free_vmap_area_root,
1872                                                 &free_vmap_area_list);
1873                         }
1874                 }
1875
1876                 vmap_start = busy->va_end;
1877         }
1878
1879         if (vmap_end - vmap_start > 0) {
1880                 free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1881                 if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
1882                         free->va_start = vmap_start;
1883                         free->va_end = vmap_end;
1884
1885                         insert_vmap_area_augment(free, NULL,
1886                                 &free_vmap_area_root,
1887                                         &free_vmap_area_list);
1888                 }
1889         }
1890 }
1891
1892 void __init vmalloc_init(void)
1893 {
1894         struct vmap_area *va;
1895         struct vm_struct *tmp;
1896         int i;
1897
1898         /*
1899          * Create the cache for vmap_area objects.
1900          */
1901         vmap_area_cachep = KMEM_CACHE(vmap_area, SLAB_PANIC);
1902
1903         for_each_possible_cpu(i) {
1904                 struct vmap_block_queue *vbq;
1905                 struct vfree_deferred *p;
1906
1907                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1908                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1909                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1910                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
1911                 init_llist_head(&p->list);
1912                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
1913         }
1914
1915         /* Import existing vmlist entries. */
1916         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1917                 va = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1918                 if (WARN_ON_ONCE(!va))
1919                         continue;
1920
1921                 va->flags = VM_VM_AREA;
1922                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1923                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1924                 va->vm = tmp;
1925                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1926         }
1927
1928         /*
1929          * Now we can initialize a free vmap space.
1930          */
1931         vmap_init_free_space();
1932         vmap_initialized = true;
1933 }
1934
1935 /**
1936  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
1937  * @addr: start of the VM area to map
1938  * @size: size of the VM area to map
1939  * @prot: page protection flags to use
1940  * @pages: pages to map
1941  *
1942  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1943  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1944  * friends.
1945  *
1946  * NOTE:
1947  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1948  * responsible for calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas
1949  * before calling this function.
1950  *
1951  * RETURNS:
1952  * The number of pages mapped on success, -errno on failure.
1953  */
1954 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
1955                              pgprot_t prot, struct page **pages)
1956 {
1957         return vmap_page_range_noflush(addr, addr + size, prot, pages);
1958 }
1959
1960 /**
1961  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
1962  * @addr: start of the VM area to unmap
1963  * @size: size of the VM area to unmap
1964  *
1965  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size
1966  * specify should have been allocated using get_vm_area() and its
1967  * friends.
1968  *
1969  * NOTE:
1970  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is
1971  * responsible for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas
1972  * before calling this function and flush_tlb_kernel_range() after.
1973  */
1974 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size)
1975 {
1976         vunmap_page_range(addr, addr + size);
1977 }
1978 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range_noflush);
1979
1980 /**
1981  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
1982  * @addr: start of the VM area to unmap
1983  * @size: size of the VM area to unmap
1984  *
1985  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
1986  * the unmapping and tlb after.
1987  */
1988 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
1989 {
1990         unsigned long end = addr + size;
1991
1992         flush_cache_vunmap(addr, end);
1993         vunmap_page_range(addr, end);
1994         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
1995 }
1996 EXPORT_SYMBOL_GPL(unmap_kernel_range);
1997
1998 int map_vm_area(struct vm_struct *area, pgprot_t prot, struct page **pages)
1999 {
2000         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
2001         unsigned long end = addr + get_vm_area_size(area);
2002         int err;
2003
2004         err = vmap_page_range(addr, end, prot, pages);
2005
2006         return err > 0 ? 0 : err;
2007 }
2008 EXPORT_SYMBOL_GPL(map_vm_area);
2009
2010 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
2011                               unsigned long flags, const void *caller)
2012 {
2013         spin_lock(&vmap_area_lock);
2014         vm->flags = flags;
2015         vm->addr = (void *)va->va_start;
2016         vm->size = va->va_end - va->va_start;
2017         vm->caller = caller;
2018         va->vm = vm;
2019         va->flags |= VM_VM_AREA;
2020         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2021 }
2022
2023 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
2024 {
2025         /*
2026          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
2027          * we should make sure that vm has proper values.
2028          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
2029          */
2030         smp_wmb();
2031         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
2032 }
2033
2034 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
2035                 unsigned long align, unsigned long flags, unsigned long start,
2036                 unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask, const void *caller)
2037 {
2038         struct vmap_area *va;
2039         struct vm_struct *area;
2040
2041         BUG_ON(in_interrupt());
2042         size = PAGE_ALIGN(size);
2043         if (unlikely(!size))
2044                 return NULL;
2045
2046         if (flags & VM_IOREMAP)
2047                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
2048                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
2049
2050         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
2051         if (unlikely(!area))
2052                 return NULL;
2053
2054         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
2055                 size += PAGE_SIZE;
2056
2057         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
2058         if (IS_ERR(va)) {
2059                 kfree(area);
2060                 return NULL;
2061         }
2062
2063         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
2064
2065         return area;
2066 }
2067
2068 struct vm_struct *__get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags,
2069                                 unsigned long start, unsigned long end)
2070 {
2071         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
2072                                   GFP_KERNEL, __builtin_return_address(0));
2073 }
2074 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_vm_area);
2075
2076 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2077                                        unsigned long start, unsigned long end,
2078                                        const void *caller)
2079 {
2080         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
2081                                   GFP_KERNEL, caller);
2082 }
2083
2084 /**
2085  * get_vm_area - reserve a contiguous kernel virtual area
2086  * @size:        size of the area
2087  * @flags:       %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
2088  *
2089  * Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
2090  * and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
2091  * on success or %NULL on failure.
2092  *
2093  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2094  */
2095 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
2096 {
2097         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2098                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
2099                                   __builtin_return_address(0));
2100 }
2101
2102 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2103                                 const void *caller)
2104 {
2105         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2106                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2107 }
2108
2109 /**
2110  * find_vm_area - find a continuous kernel virtual area
2111  * @addr:         base address
2112  *
2113  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
2114  * It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
2115  * pointer valid.
2116  *
2117  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
2118  */
2119 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
2120 {
2121         struct vmap_area *va;
2122
2123         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2124         if (va && va->flags & VM_VM_AREA)
2125                 return va->vm;
2126
2127         return NULL;
2128 }
2129
2130 /**
2131  * remove_vm_area - find and remove a continuous kernel virtual area
2132  * @addr:           base address
2133  *
2134  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
2135  * This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
2136  * on SMP machines, except for its size or flags.
2137  *
2138  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
2139  */
2140 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
2141 {
2142         struct vmap_area *va;
2143
2144         might_sleep();
2145
2146         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2147         if (va && va->flags & VM_VM_AREA) {
2148                 struct vm_struct *vm = va->vm;
2149
2150                 spin_lock(&vmap_area_lock);
2151                 va->vm = NULL;
2152                 va->flags &= ~VM_VM_AREA;
2153                 va->flags |= VM_LAZY_FREE;
2154                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
2155
2156                 kasan_free_shadow(vm);
2157                 free_unmap_vmap_area(va);
2158
2159                 return vm;
2160         }
2161         return NULL;
2162 }
2163
2164 static inline void set_area_direct_map(const struct vm_struct *area,
2165                                        int (*set_direct_map)(struct page *page))
2166 {
2167         int i;
2168
2169         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
2170                 if (page_address(area->pages[i]))
2171                         set_direct_map(area->pages[i]);
2172 }
2173
2174 /* Handle removing and resetting vm mappings related to the vm_struct. */
2175 static void vm_remove_mappings(struct vm_struct *area, int deallocate_pages)
2176 {
2177         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2178         int flush_reset = area->flags & VM_FLUSH_RESET_PERMS;
2179         int flush_dmap = 0;
2180         int i;
2181
2182         remove_vm_area(area->addr);
2183
2184         /* If this is not VM_FLUSH_RESET_PERMS memory, no need for the below. */
2185         if (!flush_reset)
2186                 return;
2187
2188         /*
2189          * If not deallocating pages, just do the flush of the VM area and
2190          * return.
2191          */
2192         if (!deallocate_pages) {
2193                 vm_unmap_aliases();
2194                 return;
2195         }
2196
2197         /*
2198          * If execution gets here, flush the vm mapping and reset the direct
2199          * map. Find the start and end range of the direct mappings to make sure
2200          * the vm_unmap_aliases() flush includes the direct map.
2201          */
2202         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2203                 unsigned long addr = (unsigned long)page_address(area->pages[i]);
2204                 if (addr) {
2205                         start = min(addr, start);
2206                         end = max(addr + PAGE_SIZE, end);
2207                         flush_dmap = 1;
2208                 }
2209         }
2210
2211         /*
2212          * Set direct map to something invalid so that it won't be cached if
2213          * there are any accesses after the TLB flush, then flush the TLB and
2214          * reset the direct map permissions to the default.
2215          */
2216         set_area_direct_map(area, set_direct_map_invalid_noflush);
2217         _vm_unmap_aliases(start, end, flush_dmap);
2218         set_area_direct_map(area, set_direct_map_default_noflush);
2219 }
2220
2221 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
2222 {
2223         struct vm_struct *area;
2224
2225         if (!addr)
2226                 return;
2227
2228         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
2229                         addr))
2230                 return;
2231
2232         area = find_vm_area(addr);
2233         if (unlikely(!area)) {
2234                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
2235                                 addr);
2236                 return;
2237         }
2238
2239         debug_check_no_locks_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2240         debug_check_no_obj_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2241
2242         vm_remove_mappings(area, deallocate_pages);
2243
2244         if (deallocate_pages) {
2245                 int i;
2246
2247                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2248                         struct page *page = area->pages[i];
2249
2250                         BUG_ON(!page);
2251                         __free_pages(page, 0);
2252                 }
2253                 atomic_long_sub(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2254
2255                 kvfree(area->pages);
2256         }
2257
2258         kfree(area);
2259         return;
2260 }
2261
2262 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
2263 {
2264         /*
2265          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
2266          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
2267          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
2268          * nother cpu's list.  schedule_work() should be fine with this too.
2269          */
2270         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
2271
2272         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
2273                 schedule_work(&p->wq);
2274 }
2275
2276 /**
2277  * vfree_atomic - release memory allocated by vmalloc()
2278  * @addr:         memory base address
2279  *
2280  * This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
2281  * except NMIs.
2282  */
2283 void vfree_atomic(const void *addr)
2284 {
2285         BUG_ON(in_nmi());
2286
2287         kmemleak_free(addr);
2288
2289         if (!addr)
2290                 return;
2291         __vfree_deferred(addr);
2292 }
2293
2294 static void __vfree(const void *addr)
2295 {
2296         if (unlikely(in_interrupt()))
2297                 __vfree_deferred(addr);
2298         else
2299                 __vunmap(addr, 1);
2300 }
2301
2302 /**
2303  * vfree - release memory allocated by vmalloc()
2304  * @addr:  memory base address
2305  *
2306  * Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
2307  * obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
2308  * NULL, no operation is performed.
2309  *
2310  * Must not be called in NMI context (strictly speaking, only if we don't
2311  * have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
2312  * conventions for vfree() arch-depenedent would be a really bad idea)
2313  *
2314  * May sleep if called *not* from interrupt context.
2315  *
2316  * NOTE: assumes that the object at @addr has a size >= sizeof(llist_node)
2317  */
2318 void vfree(const void *addr)
2319 {
2320         BUG_ON(in_nmi());
2321
2322         kmemleak_free(addr);
2323
2324         might_sleep_if(!in_interrupt());
2325
2326         if (!addr)
2327                 return;
2328
2329         __vfree(addr);
2330 }
2331 EXPORT_SYMBOL(vfree);
2332
2333 /**
2334  * vunmap - release virtual mapping obtained by vmap()
2335  * @addr:   memory base address
2336  *
2337  * Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
2338  * which was created from the page array passed to vmap().
2339  *
2340  * Must not be called in interrupt context.
2341  */
2342 void vunmap(const void *addr)
2343 {
2344         BUG_ON(in_interrupt());
2345         might_sleep();
2346         if (addr)
2347                 __vunmap(addr, 0);
2348 }
2349 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
2350
2351 /**
2352  * vmap - map an array of pages into virtually contiguous space
2353  * @pages: array of page pointers
2354  * @count: number of pages to map
2355  * @flags: vm_area->flags
2356  * @prot: page protection for the mapping
2357  *
2358  * Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
2359  * space.
2360  *
2361  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2362  */
2363 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
2364            unsigned long flags, pgprot_t prot)
2365 {
2366         struct vm_struct *area;
2367         unsigned long size;             /* In bytes */
2368
2369         might_sleep();
2370
2371         if (count > totalram_pages())
2372                 return NULL;
2373
2374         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2375         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
2376         if (!area)
2377                 return NULL;
2378
2379         if (map_vm_area(area, prot, pages)) {
2380                 vunmap(area->addr);
2381                 return NULL;
2382         }
2383
2384         return area->addr;
2385 }
2386 EXPORT_SYMBOL(vmap);
2387
2388 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
2389                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
2390                             int node, const void *caller);
2391 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
2392                                  pgprot_t prot, int node)
2393 {
2394         struct page **pages;
2395         unsigned int nr_pages, array_size, i;
2396         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
2397         const gfp_t alloc_mask = gfp_mask | __GFP_NOWARN;
2398         const gfp_t highmem_mask = (gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)) ?
2399                                         0 :
2400                                         __GFP_HIGHMEM;
2401
2402         nr_pages = get_vm_area_size(area) >> PAGE_SHIFT;
2403         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
2404
2405         area->nr_pages = nr_pages;
2406         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
2407         if (array_size > PAGE_SIZE) {
2408                 pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp|highmem_mask,
2409                                 PAGE_KERNEL, node, area->caller);
2410         } else {
2411                 pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
2412         }
2413         area->pages = pages;
2414         if (!area->pages) {
2415                 remove_vm_area(area->addr);
2416                 kfree(area);
2417                 return NULL;
2418         }
2419
2420         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2421                 struct page *page;
2422
2423                 if (node == NUMA_NO_NODE)
2424                         page = alloc_page(alloc_mask|highmem_mask);
2425                 else
2426                         page = alloc_pages_node(node, alloc_mask|highmem_mask, 0);
2427
2428                 if (unlikely(!page)) {
2429                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
2430                         area->nr_pages = i;
2431                         atomic_long_add(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2432                         goto fail;
2433                 }
2434                 area->pages[i] = page;
2435                 if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask|highmem_mask))
2436                         cond_resched();
2437         }
2438         atomic_long_add(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2439
2440         if (map_vm_area(area, prot, pages))
2441                 goto fail;
2442         return area->addr;
2443
2444 fail:
2445         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
2446                           "vmalloc: allocation failure, allocated %ld of %ld bytes",
2447                           (area->nr_pages*PAGE_SIZE), area->size);
2448         __vfree(area->addr);
2449         return NULL;
2450 }
2451
2452 /**
2453  * __vmalloc_node_range - allocate virtually contiguous memory
2454  * @size:                 allocation size
2455  * @align:                desired alignment
2456  * @start:                vm area range start
2457  * @end:                  vm area range end
2458  * @gfp_mask:             flags for the page level allocator
2459  * @prot:                 protection mask for the allocated pages
2460  * @vm_flags:             additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
2461  * @node:                 node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
2462  * @caller:               caller's return address
2463  *
2464  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2465  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
2466  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
2467  *
2468  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2469  */
2470 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
2471                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
2472                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
2473                         const void *caller)
2474 {
2475         struct vm_struct *area;
2476         void *addr;
2477         unsigned long real_size = size;
2478
2479         size = PAGE_ALIGN(size);
2480         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages())
2481                 goto fail;
2482
2483         area = __get_vm_area_node(size, align, VM_ALLOC | VM_UNINITIALIZED |
2484                                 vm_flags, start, end, node, gfp_mask, caller);
2485         if (!area)
2486                 goto fail;
2487
2488         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node);
2489         if (!addr)
2490                 return NULL;
2491
2492         /*
2493          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
2494          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
2495          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
2496          */
2497         clear_vm_uninitialized_flag(area);
2498
2499         kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
2500
2501         return addr;
2502
2503 fail:
2504         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
2505                           "vmalloc: allocation failure: %lu bytes", real_size);
2506         return NULL;
2507 }
2508
2509 /*
2510  * This is only for performance analysis of vmalloc and stress purpose.
2511  * It is required by vmalloc test module, therefore do not use it other
2512  * than that.
2513  */
2514 #ifdef CONFIG_TEST_VMALLOC_MODULE
2515 EXPORT_SYMBOL_GPL(__vmalloc_node_range);
2516 #endif
2517
2518 /**
2519  * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
2520  * @size:           allocation size
2521  * @align:          desired alignment
2522  * @gfp_mask:       flags for the page level allocator
2523  * @prot:           protection mask for the allocated pages
2524  * @node:           node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
2525  * @caller:         caller's return address
2526  *
2527  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2528  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
2529  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
2530  *
2531  * Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
2532  * and __GFP_NOFAIL are not supported
2533  *
2534  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
2535  * with mm people.
2536  *
2537  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2538  */
2539 static void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
2540                             gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot,
2541                             int node, const void *caller)
2542 {
2543         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2544                                 gfp_mask, prot, 0, node, caller);
2545 }
2546
2547 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask, pgprot_t prot)
2548 {
2549         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, prot, NUMA_NO_NODE,
2550                                 __builtin_return_address(0));
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
2553
2554 static inline void *__vmalloc_node_flags(unsigned long size,
2555                                         int node, gfp_t flags)
2556 {
2557         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL,
2558                                         node, __builtin_return_address(0));
2559 }
2560
2561
2562 void *__vmalloc_node_flags_caller(unsigned long size, int node, gfp_t flags,
2563                                   void *caller)
2564 {
2565         return __vmalloc_node(size, 1, flags, PAGE_KERNEL, node, caller);
2566 }
2567
2568 /**
2569  * vmalloc - allocate virtually contiguous memory
2570  * @size:    allocation size
2571  *
2572  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2573  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2574  *
2575  * For tight control over page level allocator and protection flags
2576  * use __vmalloc() instead.
2577  *
2578  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2579  */
2580 void *vmalloc(unsigned long size)
2581 {
2582         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
2583                                     GFP_KERNEL);
2584 }
2585 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
2586
2587 /**
2588  * vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
2589  * @size:    allocation size
2590  *
2591  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2592  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2593  * The memory allocated is set to zero.
2594  *
2595  * For tight control over page level allocator and protection flags
2596  * use __vmalloc() instead.
2597  *
2598  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2599  */
2600 void *vzalloc(unsigned long size)
2601 {
2602         return __vmalloc_node_flags(size, NUMA_NO_NODE,
2603                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
2604 }
2605 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
2606
2607 /**
2608  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
2609  * @size: allocation size
2610  *
2611  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
2612  * without leaking data.
2613  *
2614  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2615  */
2616 void *vmalloc_user(unsigned long size)
2617 {
2618         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2619                                     GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2620                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2621                                     __builtin_return_address(0));
2622 }
2623 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
2624
2625 /**
2626  * vmalloc_node - allocate memory on a specific node
2627  * @size:         allocation size
2628  * @node:         numa node
2629  *
2630  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2631  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2632  *
2633  * For tight control over page level allocator and protection flags
2634  * use __vmalloc() instead.
2635  *
2636  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2637  */
2638 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
2639 {
2640         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL,
2641                                         node, __builtin_return_address(0));
2642 }
2643 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
2644
2645 /**
2646  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
2647  * @size:       allocation size
2648  * @node:       numa node
2649  *
2650  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2651  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2652  * The memory allocated is set to zero.
2653  *
2654  * For tight control over page level allocator and protection flags
2655  * use __vmalloc_node() instead.
2656  *
2657  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2658  */
2659 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
2660 {
2661         return __vmalloc_node_flags(size, node,
2662                          GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
2663 }
2664 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
2665
2666 /**
2667  * vmalloc_exec - allocate virtually contiguous, executable memory
2668  * @size:         allocation size
2669  *
2670  * Kernel-internal function to allocate enough pages to cover @size
2671  * the page level allocator and map them into contiguous and
2672  * executable kernel virtual space.
2673  *
2674  * For tight control over page level allocator and protection flags
2675  * use __vmalloc() instead.
2676  *
2677  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2678  */
2679 void *vmalloc_exec(unsigned long size)
2680 {
2681         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2682                         GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL_EXEC, VM_FLUSH_RESET_PERMS,
2683                         NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
2684 }
2685
2686 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
2687 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
2688 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
2689 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA | GFP_KERNEL)
2690 #else
2691 /*
2692  * 64b systems should always have either DMA or DMA32 zones. For others
2693  * GFP_DMA32 should do the right thing and use the normal zone.
2694  */
2695 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
2696 #endif
2697
2698 /**
2699  * vmalloc_32 - allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
2700  * @size:       allocation size
2701  *
2702  * Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
2703  * page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2704  *
2705  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2706  */
2707 void *vmalloc_32(unsigned long size)
2708 {
2709         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, PAGE_KERNEL,
2710                               NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
2711 }
2712 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
2713
2714 /**
2715  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
2716  * @size:            allocation size
2717  *
2718  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
2719  * mapped to userspace without leaking data.
2720  *
2721  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2722  */
2723 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
2724 {
2725         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2726                                     GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2727                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2728                                     __builtin_return_address(0));
2729 }
2730 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
2731
2732 /*
2733  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
2734  * If the page is not present, fill zero.
2735  */
2736
2737 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2738 {
2739         struct page *p;
2740         int copied = 0;
2741
2742         while (count) {
2743                 unsigned long offset, length;
2744
2745                 offset = offset_in_page(addr);
2746                 length = PAGE_SIZE - offset;
2747                 if (length > count)
2748                         length = count;
2749                 p = vmalloc_to_page(addr);
2750                 /*
2751                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2752                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2753                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2754                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2755                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2756                  */
2757                 if (p) {
2758                         /*
2759                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2760                          * function description)
2761                          */
2762                         void *map = kmap_atomic(p);
2763                         memcpy(buf, map + offset, length);
2764                         kunmap_atomic(map);
2765                 } else
2766                         memset(buf, 0, length);
2767
2768                 addr += length;
2769                 buf += length;
2770                 copied += length;
2771                 count -= length;
2772         }
2773         return copied;
2774 }
2775
2776 static int aligned_vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2777 {
2778         struct page *p;
2779         int copied = 0;
2780
2781         while (count) {
2782                 unsigned long offset, length;
2783
2784                 offset = offset_in_page(addr);
2785                 length = PAGE_SIZE - offset;
2786                 if (length > count)
2787                         length = count;
2788                 p = vmalloc_to_page(addr);
2789                 /*
2790                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2791                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2792                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2793                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2794                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2795                  */
2796                 if (p) {
2797                         /*
2798                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2799                          * function description)
2800                          */
2801                         void *map = kmap_atomic(p);
2802                         memcpy(map + offset, buf, length);
2803                         kunmap_atomic(map);
2804                 }
2805                 addr += length;
2806                 buf += length;
2807                 copied += length;
2808                 count -= length;
2809         }
2810         return copied;
2811 }
2812
2813 /**
2814  * vread() - read vmalloc area in a safe way.
2815  * @buf:     buffer for reading data
2816  * @addr:    vm address.
2817  * @count:   number of bytes to be read.
2818  *
2819  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2820  * copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
2821  * of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
2822  * proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
2823  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2824  *
2825  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2826  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2827  *
2828  * Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
2829  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2830  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2831  * any information, as /dev/kmem.
2832  *
2833  * Return: number of bytes for which addr and buf should be increased
2834  * (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count) doesn't
2835  * include any intersection with valid vmalloc area
2836  */
2837 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2838 {
2839         struct vmap_area *va;
2840         struct vm_struct *vm;
2841         char *vaddr, *buf_start = buf;
2842         unsigned long buflen = count;
2843         unsigned long n;
2844
2845         /* Don't allow overflow */
2846         if ((unsigned long) addr + count < count)
2847                 count = -(unsigned long) addr;
2848
2849         spin_lock(&vmap_area_lock);
2850         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2851                 if (!count)
2852                         break;
2853
2854                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2855                         continue;
2856
2857                 vm = va->vm;
2858                 vaddr = (char *) vm->addr;
2859                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2860                         continue;
2861                 while (addr < vaddr) {
2862                         if (count == 0)
2863                                 goto finished;
2864                         *buf = '\0';
2865                         buf++;
2866                         addr++;
2867                         count--;
2868                 }
2869                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2870                 if (n > count)
2871                         n = count;
2872                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
2873                         aligned_vread(buf, addr, n);
2874                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
2875                         memset(buf, 0, n);
2876                 buf += n;
2877                 addr += n;
2878                 count -= n;
2879         }
2880 finished:
2881         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2882
2883         if (buf == buf_start)
2884                 return 0;
2885         /* zero-fill memory holes */
2886         if (buf != buf_start + buflen)
2887                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
2888
2889         return buflen;
2890 }
2891
2892 /**
2893  * vwrite() - write vmalloc area in a safe way.
2894  * @buf:      buffer for source data
2895  * @addr:     vm address.
2896  * @count:    number of bytes to be read.
2897  *
2898  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2899  * copy data from a buffer to the given addr. If specified range of
2900  * [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied from
2901  * proper area of @buf. If there are memory holes, no copy to hole.
2902  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2903  *
2904  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2905  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2906  *
2907  * Note: In usual ops, vwrite() is never necessary because the caller
2908  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2909  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2910  * any information, as /dev/kmem.
2911  *
2912  * Return: number of bytes for which addr and buf should be
2913  * increased (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count)
2914  * doesn't include any intersection with valid vmalloc area
2915  */
2916 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2917 {
2918         struct vmap_area *va;
2919         struct vm_struct *vm;
2920         char *vaddr;
2921         unsigned long n, buflen;
2922         int copied = 0;
2923
2924         /* Don't allow overflow */
2925         if ((unsigned long) addr + count < count)
2926                 count = -(unsigned long) addr;
2927         buflen = count;
2928
2929         spin_lock(&vmap_area_lock);
2930         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2931                 if (!count)
2932                         break;
2933
2934                 if (!(va->flags & VM_VM_AREA))
2935                         continue;
2936
2937                 vm = va->vm;
2938                 vaddr = (char *) vm->addr;
2939                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2940                         continue;
2941                 while (addr < vaddr) {
2942                         if (count == 0)
2943                                 goto finished;
2944                         buf++;
2945                         addr++;
2946                         count--;
2947                 }
2948                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2949                 if (n > count)
2950                         n = count;
2951                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP)) {
2952                         aligned_vwrite(buf, addr, n);
2953                         copied++;
2954                 }
2955                 buf += n;
2956                 addr += n;
2957                 count -= n;
2958         }
2959 finished:
2960         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2961         if (!copied)
2962                 return 0;
2963         return buflen;
2964 }
2965
2966 /**
2967  * remap_vmalloc_range_partial - map vmalloc pages to userspace
2968  * @vma:                vma to cover
2969  * @uaddr:              target user address to start at
2970  * @kaddr:              virtual address of vmalloc kernel memory
2971  * @size:               size of map area
2972  *
2973  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
2974  *
2975  * This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
2976  * and that it is big enough to cover the range starting at
2977  * @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
2978  * met.
2979  *
2980  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2981  */
2982 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
2983                                 void *kaddr, unsigned long size)
2984 {
2985         struct vm_struct *area;
2986
2987         size = PAGE_ALIGN(size);
2988
2989         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
2990                 return -EINVAL;
2991
2992         area = find_vm_area(kaddr);
2993         if (!area)
2994                 return -EINVAL;
2995
2996         if (!(area->flags & VM_USERMAP))
2997                 return -EINVAL;
2998
2999         if (kaddr + size > area->addr + get_vm_area_size(area))
3000                 return -EINVAL;
3001
3002         do {
3003                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
3004                 int ret;
3005
3006                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
3007                 if (ret)
3008                         return ret;
3009
3010                 uaddr += PAGE_SIZE;
3011                 kaddr += PAGE_SIZE;
3012                 size -= PAGE_SIZE;
3013         } while (size > 0);
3014
3015         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
3016
3017         return 0;
3018 }
3019 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range_partial);
3020
3021 /**
3022  * remap_vmalloc_range - map vmalloc pages to userspace
3023  * @vma:                vma to cover (map full range of vma)
3024  * @addr:               vmalloc memory
3025  * @pgoff:              number of pages into addr before first page to map
3026  *
3027  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
3028  *
3029  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
3030  * that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
3031  * that criteria isn't met.
3032  *
3033  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
3034  */
3035 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
3036                                                 unsigned long pgoff)
3037 {
3038         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
3039                                            addr + (pgoff << PAGE_SHIFT),
3040                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
3041 }
3042 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
3043
3044 /*
3045  * Implement a stub for vmalloc_sync_all() if the architecture chose not to
3046  * have one.
3047  *
3048  * The purpose of this function is to make sure the vmalloc area
3049  * mappings are identical in all page-tables in the system.
3050  */
3051 void __weak vmalloc_sync_all(void)
3052 {
3053 }
3054
3055
3056 static int f(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data)
3057 {
3058         pte_t ***p = data;
3059
3060         if (p) {
3061                 *(*p) = pte;
3062                 (*p)++;
3063         }
3064         return 0;
3065 }
3066
3067 /**
3068  * alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
3069  * @size:          size of the area
3070  * @ptes:          returns the PTEs for the address space
3071  *
3072  * Returns:     NULL on failure, vm_struct on success
3073  *
3074  * This function reserves a range of kernel address space, and
3075  * allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
3076  * are created.
3077  *
3078  * If @ptes is non-NULL, pointers to the PTEs (in init_mm)
3079  * allocated for the VM area are returned.
3080  */
3081 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size, pte_t **ptes)
3082 {
3083         struct vm_struct *area;
3084
3085         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
3086                                 __builtin_return_address(0));
3087         if (area == NULL)
3088                 return NULL;
3089
3090         /*
3091          * This ensures that page tables are constructed for this region
3092          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
3093          */
3094         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
3095                                 size, f, ptes ? &ptes : NULL)) {
3096                 free_vm_area(area);
3097                 return NULL;
3098         }
3099
3100         return area;
3101 }
3102 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
3103
3104 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
3105 {
3106         struct vm_struct *ret;
3107         ret = remove_vm_area(area->addr);
3108         BUG_ON(ret != area);
3109         kfree(area);
3110 }
3111 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
3112
3113 #ifdef CONFIG_SMP
3114 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
3115 {
3116         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
3117 }
3118
3119 /**
3120  * pvm_find_va_enclose_addr - find the vmap_area @addr belongs to
3121  * @addr: target address
3122  *
3123  * Returns: vmap_area if it is found. If there is no such area
3124  *   the first highest(reverse order) vmap_area is returned
3125  *   i.e. va->va_start < addr && va->va_end < addr or NULL
3126  *   if there are no any areas before @addr.
3127  */
3128 static struct vmap_area *
3129 pvm_find_va_enclose_addr(unsigned long addr)
3130 {
3131         struct vmap_area *va, *tmp;
3132         struct rb_node *n;
3133
3134         n = free_vmap_area_root.rb_node;
3135         va = NULL;
3136
3137         while (n) {
3138                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
3139                 if (tmp->va_start <= addr) {
3140                         va = tmp;
3141                         if (tmp->va_end >= addr)
3142                                 break;
3143
3144                         n = n->rb_right;
3145                 } else {
3146                         n = n->rb_left;
3147                 }
3148         }
3149
3150         return va;
3151 }
3152
3153 /**
3154  * pvm_determine_end_from_reverse - find the highest aligned address
3155  * of free block below VMALLOC_END
3156  * @va:
3157  *   in - the VA we start the search(reverse order);
3158  *   out - the VA with the highest aligned end address.
3159  *
3160  * Returns: determined end address within vmap_area
3161  */
3162 static unsigned long
3163 pvm_determine_end_from_reverse(struct vmap_area **va, unsigned long align)
3164 {
3165         unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3166         unsigned long addr;
3167
3168         if (likely(*va)) {
3169                 list_for_each_entry_from_reverse((*va),
3170                                 &free_vmap_area_list, list) {
3171                         addr = min((*va)->va_end & ~(align - 1), vmalloc_end);
3172                         if ((*va)->va_start < addr)
3173                                 return addr;
3174                 }
3175         }
3176
3177         return 0;
3178 }
3179
3180 /**
3181  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
3182  * @offsets: array containing offset of each area
3183  * @sizes: array containing size of each area
3184  * @nr_vms: the number of areas to allocate
3185  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
3186  *
3187  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
3188  *          vm_structs on success, %NULL on failure
3189  *
3190  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
3191  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
3192  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
3193  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
3194  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
3195  * areas are allocated from top.
3196  *
3197  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple. It
3198  * does everything top-down and scans free blocks from the end looking
3199  * for matching base. While scanning, if any of the areas do not fit the
3200  * base address is pulled down to fit the area. Scanning is repeated till
3201  * all the areas fit and then all necessary data structures are inserted
3202  * and the result is returned.
3203  */
3204 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
3205                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
3206                                      size_t align)
3207 {
3208         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
3209         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3210         struct vmap_area **vas, *va;
3211         struct vm_struct **vms;
3212         int area, area2, last_area, term_area;
3213         unsigned long base, start, size, end, last_end;
3214         bool purged = false;
3215         enum fit_type type;
3216
3217         /* verify parameters and allocate data structures */
3218         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
3219         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
3220                 start = offsets[area];
3221                 end = start + sizes[area];
3222
3223                 /* is everything aligned properly? */
3224                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
3225                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
3226
3227                 /* detect the area with the highest address */
3228                 if (start > offsets[last_area])
3229                         last_area = area;
3230
3231                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
3232                         unsigned long start2 = offsets[area2];
3233                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
3234
3235                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
3236                 }
3237         }
3238         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
3239
3240         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
3241                 WARN_ON(true);
3242                 return NULL;
3243         }
3244
3245         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
3246         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
3247         if (!vas || !vms)
3248                 goto err_free2;
3249
3250         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3251                 vas[area] = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3252                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
3253                 if (!vas[area] || !vms[area])
3254                         goto err_free;
3255         }
3256 retry:
3257         spin_lock(&vmap_area_lock);
3258
3259         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
3260         area = term_area = last_area;
3261         start = offsets[area];
3262         end = start + sizes[area];
3263
3264         va = pvm_find_va_enclose_addr(vmalloc_end);
3265         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3266
3267         while (true) {
3268                 /*
3269                  * base might have underflowed, add last_end before
3270                  * comparing.
3271                  */
3272                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end)
3273                         goto overflow;
3274
3275                 /*
3276                  * Fitting base has not been found.
3277                  */
3278                 if (va == NULL)
3279                         goto overflow;
3280
3281                 /*
3282                  * If required width exeeds current VA block, move
3283                  * base downwards and then recheck.
3284                  */
3285                 if (base + end > va->va_end) {
3286                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3287                         term_area = area;
3288                         continue;
3289                 }
3290
3291                 /*
3292                  * If this VA does not fit, move base downwards and recheck.
3293                  */
3294                 if (base + start < va->va_start) {
3295                         va = node_to_va(rb_prev(&va->rb_node));
3296                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3297                         term_area = area;
3298                         continue;
3299                 }
3300
3301                 /*
3302                  * This area fits, move on to the previous one.  If
3303                  * the previous one is the terminal one, we're done.
3304                  */
3305                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
3306                 if (area == term_area)
3307                         break;
3308
3309                 start = offsets[area];
3310                 end = start + sizes[area];
3311                 va = pvm_find_va_enclose_addr(base + end);
3312         }
3313
3314         /* we've found a fitting base, insert all va's */
3315         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3316                 int ret;
3317
3318                 start = base + offsets[area];
3319                 size = sizes[area];
3320
3321                 va = pvm_find_va_enclose_addr(start);
3322                 if (WARN_ON_ONCE(va == NULL))
3323                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3324                         goto recovery;
3325
3326                 type = classify_va_fit_type(va, start, size);
3327                 if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
3328                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3329                         goto recovery;
3330
3331                 ret = adjust_va_to_fit_type(va, start, size, type);
3332                 if (unlikely(ret))
3333                         goto recovery;
3334
3335                 /* Allocated area. */
3336                 va = vas[area];
3337                 va->va_start = start;
3338                 va->va_end = start + size;
3339
3340                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
3341         }
3342
3343         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3344
3345         /* insert all vm's */
3346         for (area = 0; area < nr_vms; area++)
3347                 setup_vmalloc_vm(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
3348                                  pcpu_get_vm_areas);
3349
3350         kfree(vas);
3351         return vms;
3352
3353 recovery:
3354         /* Remove previously inserted areas. */
3355         while (area--) {
3356                 __free_vmap_area(vas[area]);
3357                 vas[area] = NULL;
3358         }
3359
3360 overflow:
3361         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3362         if (!purged) {
3363                 purge_vmap_area_lazy();
3364                 purged = true;
3365
3366                 /* Before "retry", check if we recover. */
3367                 for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3368                         if (vas[area])
3369                                 continue;
3370
3371                         vas[area] = kmem_cache_zalloc(
3372                                 vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3373                         if (!vas[area])
3374                                 goto err_free;
3375                 }
3376
3377                 goto retry;
3378         }
3379
3380 err_free:
3381         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3382                 if (vas[area])
3383                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, vas[area]);
3384
3385                 kfree(vms[area]);
3386         }
3387 err_free2:
3388         kfree(vas);
3389         kfree(vms);
3390         return NULL;
3391 }
3392
3393 /**
3394  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
3395  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
3396  * @nr_vms: the number of allocated areas
3397  *
3398  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
3399  */
3400 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
3401 {
3402         int i;
3403
3404         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
3405                 free_vm_area(vms[i]);
3406         kfree(vms);
3407 }
3408 #endif  /* CONFIG_SMP */
3409
3410 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3411 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3412         __acquires(&vmap_area_lock)
3413 {
3414         spin_lock(&vmap_area_lock);
3415         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
3416 }
3417
3418 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3419 {
3420         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
3421 }
3422
3423 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3424         __releases(&vmap_area_lock)
3425 {
3426         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3427 }
3428
3429 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
3430 {
3431         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
3432                 unsigned int nr, *counters = m->private;
3433
3434                 if (!counters)
3435                         return;
3436
3437                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
3438                         return;
3439                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
3440                 smp_rmb();
3441
3442                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
3443
3444                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
3445                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
3446
3447                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
3448                         if (counters[nr])
3449                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
3450         }
3451 }
3452
3453 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3454 {
3455         struct vmap_area *va;
3456         struct vm_struct *v;
3457
3458         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
3459
3460         /*
3461          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !VM_VM_AREA on
3462          * behalf of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
3463          */
3464         if (!(va->flags & VM_VM_AREA)) {
3465                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld %s\n",
3466                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
3467                         va->va_end - va->va_start,
3468                         va->flags & VM_LAZY_FREE ? "unpurged vm_area" : "vm_map_ram");
3469
3470                 return 0;
3471         }
3472
3473         v = va->vm;
3474
3475         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
3476                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
3477
3478         if (v->caller)
3479                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
3480
3481         if (v->nr_pages)
3482                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
3483
3484         if (v->phys_addr)
3485                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
3486
3487         if (v->flags & VM_IOREMAP)
3488                 seq_puts(m, " ioremap");
3489
3490         if (v->flags & VM_ALLOC)
3491                 seq_puts(m, " vmalloc");
3492
3493         if (v->flags & VM_MAP)
3494                 seq_puts(m, " vmap");
3495
3496         if (v->flags & VM_USERMAP)
3497                 seq_puts(m, " user");
3498
3499         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
3500                 seq_puts(m, " vpages");
3501
3502         show_numa_info(m, v);
3503         seq_putc(m, '\n');
3504         return 0;
3505 }
3506
3507 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
3508         .start = s_start,
3509         .next = s_next,
3510         .stop = s_stop,
3511         .show = s_show,
3512 };
3513
3514 static int __init proc_vmalloc_init(void)
3515 {
3516         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
3517                 proc_create_seq_private("vmallocinfo", 0400, NULL,
3518                                 &vmalloc_op,
3519                                 nr_node_ids * sizeof(unsigned int), NULL);
3520         else
3521                 proc_create_seq("vmallocinfo", 0400, NULL, &vmalloc_op);
3522         return 0;
3523 }
3524 module_init(proc_vmalloc_init);
3525
3526 #endif