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