ARM: tegra: Pass multiple versions in opp-supported-hw property
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / vmalloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/mm/vmalloc.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
6  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
7  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <tigran@veritas.com>, May 2000
8  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
9  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
10  *  Improving global KVA allocator, Uladzislau Rezki, Sony, May 2019
11  */
12
13 #include <linux/vmalloc.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/highmem.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/spinlock.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/set_memory.h>
24 #include <linux/debugobjects.h>
25 #include <linux/kallsyms.h>
26 #include <linux/list.h>
27 #include <linux/notifier.h>
28 #include <linux/rbtree.h>
29 #include <linux/xarray.h>
30 #include <linux/rcupdate.h>
31 #include <linux/pfn.h>
32 #include <linux/kmemleak.h>
33 #include <linux/atomic.h>
34 #include <linux/compiler.h>
35 #include <linux/llist.h>
36 #include <linux/bitops.h>
37 #include <linux/rbtree_augmented.h>
38 #include <linux/overflow.h>
39
40 #include <linux/uaccess.h>
41 #include <asm/tlbflush.h>
42 #include <asm/shmparam.h>
43
44 #include "internal.h"
45 #include "pgalloc-track.h"
46
47 bool is_vmalloc_addr(const void *x)
48 {
49         unsigned long addr = (unsigned long)x;
50
51         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
52 }
53 EXPORT_SYMBOL(is_vmalloc_addr);
54
55 struct vfree_deferred {
56         struct llist_head list;
57         struct work_struct wq;
58 };
59 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
60
61 static void __vunmap(const void *, int);
62
63 static void free_work(struct work_struct *w)
64 {
65         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
66         struct llist_node *t, *llnode;
67
68         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
69                 __vunmap((void *)llnode, 1);
70 }
71
72 /*** Page table manipulation functions ***/
73
74 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
75                              pgtbl_mod_mask *mask)
76 {
77         pte_t *pte;
78
79         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
80         do {
81                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
82                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
83         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
84         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
85 }
86
87 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
88                              pgtbl_mod_mask *mask)
89 {
90         pmd_t *pmd;
91         unsigned long next;
92         int cleared;
93
94         pmd = pmd_offset(pud, addr);
95         do {
96                 next = pmd_addr_end(addr, end);
97
98                 cleared = pmd_clear_huge(pmd);
99                 if (cleared || pmd_bad(*pmd))
100                         *mask |= PGTBL_PMD_MODIFIED;
101
102                 if (cleared)
103                         continue;
104                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
105                         continue;
106                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next, mask);
107         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
108 }
109
110 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
111                              pgtbl_mod_mask *mask)
112 {
113         pud_t *pud;
114         unsigned long next;
115         int cleared;
116
117         pud = pud_offset(p4d, addr);
118         do {
119                 next = pud_addr_end(addr, end);
120
121                 cleared = pud_clear_huge(pud);
122                 if (cleared || pud_bad(*pud))
123                         *mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
124
125                 if (cleared)
126                         continue;
127                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
128                         continue;
129                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next, mask);
130         } while (pud++, addr = next, addr != end);
131 }
132
133 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
134                              pgtbl_mod_mask *mask)
135 {
136         p4d_t *p4d;
137         unsigned long next;
138         int cleared;
139
140         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
141         do {
142                 next = p4d_addr_end(addr, end);
143
144                 cleared = p4d_clear_huge(p4d);
145                 if (cleared || p4d_bad(*p4d))
146                         *mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
147
148                 if (cleared)
149                         continue;
150                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
151                         continue;
152                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next, mask);
153         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
154 }
155
156 /**
157  * unmap_kernel_range_noflush - unmap kernel VM area
158  * @start: start of the VM area to unmap
159  * @size: size of the VM area to unmap
160  *
161  * Unmap PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size specify
162  * should have been allocated using get_vm_area() and its friends.
163  *
164  * NOTE:
165  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is responsible
166  * for calling flush_cache_vunmap() on to-be-mapped areas before calling this
167  * function and flush_tlb_kernel_range() after.
168  */
169 void unmap_kernel_range_noflush(unsigned long start, unsigned long size)
170 {
171         unsigned long end = start + size;
172         unsigned long next;
173         pgd_t *pgd;
174         unsigned long addr = start;
175         pgtbl_mod_mask mask = 0;
176
177         BUG_ON(addr >= end);
178         pgd = pgd_offset_k(addr);
179         do {
180                 next = pgd_addr_end(addr, end);
181                 if (pgd_bad(*pgd))
182                         mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
183                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
184                         continue;
185                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next, &mask);
186         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
187
188         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
189                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
190 }
191
192 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
193                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
194                 pgtbl_mod_mask *mask)
195 {
196         pte_t *pte;
197
198         /*
199          * nr is a running index into the array which helps higher level
200          * callers keep track of where we're up to.
201          */
202
203         pte = pte_alloc_kernel_track(pmd, addr, mask);
204         if (!pte)
205                 return -ENOMEM;
206         do {
207                 struct page *page = pages[*nr];
208
209                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
210                         return -EBUSY;
211                 if (WARN_ON(!page))
212                         return -ENOMEM;
213                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
214                 (*nr)++;
215         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
216         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
217         return 0;
218 }
219
220 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
221                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
222                 pgtbl_mod_mask *mask)
223 {
224         pmd_t *pmd;
225         unsigned long next;
226
227         pmd = pmd_alloc_track(&init_mm, pud, addr, mask);
228         if (!pmd)
229                 return -ENOMEM;
230         do {
231                 next = pmd_addr_end(addr, end);
232                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr, mask))
233                         return -ENOMEM;
234         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
235         return 0;
236 }
237
238 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
239                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
240                 pgtbl_mod_mask *mask)
241 {
242         pud_t *pud;
243         unsigned long next;
244
245         pud = pud_alloc_track(&init_mm, p4d, addr, mask);
246         if (!pud)
247                 return -ENOMEM;
248         do {
249                 next = pud_addr_end(addr, end);
250                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr, mask))
251                         return -ENOMEM;
252         } while (pud++, addr = next, addr != end);
253         return 0;
254 }
255
256 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
257                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
258                 pgtbl_mod_mask *mask)
259 {
260         p4d_t *p4d;
261         unsigned long next;
262
263         p4d = p4d_alloc_track(&init_mm, pgd, addr, mask);
264         if (!p4d)
265                 return -ENOMEM;
266         do {
267                 next = p4d_addr_end(addr, end);
268                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr, mask))
269                         return -ENOMEM;
270         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
271         return 0;
272 }
273
274 /**
275  * map_kernel_range_noflush - map kernel VM area with the specified pages
276  * @addr: start of the VM area to map
277  * @size: size of the VM area to map
278  * @prot: page protection flags to use
279  * @pages: pages to map
280  *
281  * Map PFN_UP(@size) pages at @addr.  The VM area @addr and @size specify should
282  * have been allocated using get_vm_area() and its friends.
283  *
284  * NOTE:
285  * This function does NOT do any cache flushing.  The caller is responsible for
286  * calling flush_cache_vmap() on to-be-mapped areas before calling this
287  * function.
288  *
289  * RETURNS:
290  * 0 on success, -errno on failure.
291  */
292 int map_kernel_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long size,
293                              pgprot_t prot, struct page **pages)
294 {
295         unsigned long start = addr;
296         unsigned long end = addr + size;
297         unsigned long next;
298         pgd_t *pgd;
299         int err = 0;
300         int nr = 0;
301         pgtbl_mod_mask mask = 0;
302
303         BUG_ON(addr >= end);
304         pgd = pgd_offset_k(addr);
305         do {
306                 next = pgd_addr_end(addr, end);
307                 if (pgd_bad(*pgd))
308                         mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
309                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr, &mask);
310                 if (err)
311                         return err;
312         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
313
314         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
315                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
316
317         return 0;
318 }
319
320 int map_kernel_range(unsigned long start, unsigned long size, pgprot_t prot,
321                 struct page **pages)
322 {
323         int ret;
324
325         ret = map_kernel_range_noflush(start, size, prot, pages);
326         flush_cache_vmap(start, start + size);
327         return ret;
328 }
329
330 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
331 {
332         /*
333          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
334          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
335          * just put it in the vmalloc space.
336          */
337 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
338         unsigned long addr = (unsigned long)x;
339         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
340                 return 1;
341 #endif
342         return is_vmalloc_addr(x);
343 }
344
345 /*
346  * Walk a vmap address to the struct page it maps.
347  */
348 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
349 {
350         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
351         struct page *page = NULL;
352         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
353         p4d_t *p4d;
354         pud_t *pud;
355         pmd_t *pmd;
356         pte_t *ptep, pte;
357
358         /*
359          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
360          * architectures that do not vmalloc module space
361          */
362         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
363
364         if (pgd_none(*pgd))
365                 return NULL;
366         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
367         if (p4d_none(*p4d))
368                 return NULL;
369         pud = pud_offset(p4d, addr);
370
371         /*
372          * Don't dereference bad PUD or PMD (below) entries. This will also
373          * identify huge mappings, which we may encounter on architectures
374          * that define CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP=y. Such regions will be
375          * identified as vmalloc addresses by is_vmalloc_addr(), but are
376          * not [unambiguously] associated with a struct page, so there is
377          * no correct value to return for them.
378          */
379         WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud));
380         if (pud_none(*pud) || pud_bad(*pud))
381                 return NULL;
382         pmd = pmd_offset(pud, addr);
383         WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd));
384         if (pmd_none(*pmd) || pmd_bad(*pmd))
385                 return NULL;
386
387         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
388         pte = *ptep;
389         if (pte_present(pte))
390                 page = pte_page(pte);
391         pte_unmap(ptep);
392         return page;
393 }
394 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
395
396 /*
397  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
398  */
399 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
400 {
401         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
402 }
403 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
404
405
406 /*** Global kva allocator ***/
407
408 #define DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK 0
409 #define DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK 0
410
411
412 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
413 static DEFINE_SPINLOCK(free_vmap_area_lock);
414 /* Export for kexec only */
415 LIST_HEAD(vmap_area_list);
416 static LLIST_HEAD(vmap_purge_list);
417 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
418 static bool vmap_initialized __read_mostly;
419
420 /*
421  * This kmem_cache is used for vmap_area objects. Instead of
422  * allocating from slab we reuse an object from this cache to
423  * make things faster. Especially in "no edge" splitting of
424  * free block.
425  */
426 static struct kmem_cache *vmap_area_cachep;
427
428 /*
429  * This linked list is used in pair with free_vmap_area_root.
430  * It gives O(1) access to prev/next to perform fast coalescing.
431  */
432 static LIST_HEAD(free_vmap_area_list);
433
434 /*
435  * This augment red-black tree represents the free vmap space.
436  * All vmap_area objects in this tree are sorted by va->va_start
437  * address. It is used for allocation and merging when a vmap
438  * object is released.
439  *
440  * Each vmap_area node contains a maximum available free block
441  * of its sub-tree, right or left. Therefore it is possible to
442  * find a lowest match of free area.
443  */
444 static struct rb_root free_vmap_area_root = RB_ROOT;
445
446 /*
447  * Preload a CPU with one object for "no edge" split case. The
448  * aim is to get rid of allocations from the atomic context, thus
449  * to use more permissive allocation masks.
450  */
451 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_area *, ne_fit_preload_node);
452
453 static __always_inline unsigned long
454 va_size(struct vmap_area *va)
455 {
456         return (va->va_end - va->va_start);
457 }
458
459 static __always_inline unsigned long
460 get_subtree_max_size(struct rb_node *node)
461 {
462         struct vmap_area *va;
463
464         va = rb_entry_safe(node, struct vmap_area, rb_node);
465         return va ? va->subtree_max_size : 0;
466 }
467
468 /*
469  * Gets called when remove the node and rotate.
470  */
471 static __always_inline unsigned long
472 compute_subtree_max_size(struct vmap_area *va)
473 {
474         return max3(va_size(va),
475                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_left),
476                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_right));
477 }
478
479 RB_DECLARE_CALLBACKS_MAX(static, free_vmap_area_rb_augment_cb,
480         struct vmap_area, rb_node, unsigned long, subtree_max_size, va_size)
481
482 static void purge_vmap_area_lazy(void);
483 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
484 static unsigned long lazy_max_pages(void);
485
486 static atomic_long_t nr_vmalloc_pages;
487
488 unsigned long vmalloc_nr_pages(void)
489 {
490         return atomic_long_read(&nr_vmalloc_pages);
491 }
492
493 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr)
494 {
495         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
496
497         while (n) {
498                 struct vmap_area *va;
499
500                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
501                 if (addr < va->va_start)
502                         n = n->rb_left;
503                 else if (addr >= va->va_end)
504                         n = n->rb_right;
505                 else
506                         return va;
507         }
508
509         return NULL;
510 }
511
512 /*
513  * This function returns back addresses of parent node
514  * and its left or right link for further processing.
515  *
516  * Otherwise NULL is returned. In that case all further
517  * steps regarding inserting of conflicting overlap range
518  * have to be declined and actually considered as a bug.
519  */
520 static __always_inline struct rb_node **
521 find_va_links(struct vmap_area *va,
522         struct rb_root *root, struct rb_node *from,
523         struct rb_node **parent)
524 {
525         struct vmap_area *tmp_va;
526         struct rb_node **link;
527
528         if (root) {
529                 link = &root->rb_node;
530                 if (unlikely(!*link)) {
531                         *parent = NULL;
532                         return link;
533                 }
534         } else {
535                 link = &from;
536         }
537
538         /*
539          * Go to the bottom of the tree. When we hit the last point
540          * we end up with parent rb_node and correct direction, i name
541          * it link, where the new va->rb_node will be attached to.
542          */
543         do {
544                 tmp_va = rb_entry(*link, struct vmap_area, rb_node);
545
546                 /*
547                  * During the traversal we also do some sanity check.
548                  * Trigger the BUG() if there are sides(left/right)
549                  * or full overlaps.
550                  */
551                 if (va->va_start < tmp_va->va_end &&
552                                 va->va_end <= tmp_va->va_start)
553                         link = &(*link)->rb_left;
554                 else if (va->va_end > tmp_va->va_start &&
555                                 va->va_start >= tmp_va->va_end)
556                         link = &(*link)->rb_right;
557                 else {
558                         WARN(1, "vmalloc bug: 0x%lx-0x%lx overlaps with 0x%lx-0x%lx\n",
559                                 va->va_start, va->va_end, tmp_va->va_start, tmp_va->va_end);
560
561                         return NULL;
562                 }
563         } while (*link);
564
565         *parent = &tmp_va->rb_node;
566         return link;
567 }
568
569 static __always_inline struct list_head *
570 get_va_next_sibling(struct rb_node *parent, struct rb_node **link)
571 {
572         struct list_head *list;
573
574         if (unlikely(!parent))
575                 /*
576                  * The red-black tree where we try to find VA neighbors
577                  * before merging or inserting is empty, i.e. it means
578                  * there is no free vmap space. Normally it does not
579                  * happen but we handle this case anyway.
580                  */
581                 return NULL;
582
583         list = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
584         return (&parent->rb_right == link ? list->next : list);
585 }
586
587 static __always_inline void
588 link_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
589         struct rb_node *parent, struct rb_node **link, struct list_head *head)
590 {
591         /*
592          * VA is still not in the list, but we can
593          * identify its future previous list_head node.
594          */
595         if (likely(parent)) {
596                 head = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
597                 if (&parent->rb_right != link)
598                         head = head->prev;
599         }
600
601         /* Insert to the rb-tree */
602         rb_link_node(&va->rb_node, parent, link);
603         if (root == &free_vmap_area_root) {
604                 /*
605                  * Some explanation here. Just perform simple insertion
606                  * to the tree. We do not set va->subtree_max_size to
607                  * its current size before calling rb_insert_augmented().
608                  * It is because of we populate the tree from the bottom
609                  * to parent levels when the node _is_ in the tree.
610                  *
611                  * Therefore we set subtree_max_size to zero after insertion,
612                  * to let __augment_tree_propagate_from() puts everything to
613                  * the correct order later on.
614                  */
615                 rb_insert_augmented(&va->rb_node,
616                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
617                 va->subtree_max_size = 0;
618         } else {
619                 rb_insert_color(&va->rb_node, root);
620         }
621
622         /* Address-sort this list */
623         list_add(&va->list, head);
624 }
625
626 static __always_inline void
627 unlink_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root)
628 {
629         if (WARN_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node)))
630                 return;
631
632         if (root == &free_vmap_area_root)
633                 rb_erase_augmented(&va->rb_node,
634                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
635         else
636                 rb_erase(&va->rb_node, root);
637
638         list_del(&va->list);
639         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
640 }
641
642 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
643 static void
644 augment_tree_propagate_check(void)
645 {
646         struct vmap_area *va;
647         unsigned long computed_size;
648
649         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
650                 computed_size = compute_subtree_max_size(va);
651                 if (computed_size != va->subtree_max_size)
652                         pr_emerg("tree is corrupted: %lu, %lu\n",
653                                 va_size(va), va->subtree_max_size);
654         }
655 }
656 #endif
657
658 /*
659  * This function populates subtree_max_size from bottom to upper
660  * levels starting from VA point. The propagation must be done
661  * when VA size is modified by changing its va_start/va_end. Or
662  * in case of newly inserting of VA to the tree.
663  *
664  * It means that __augment_tree_propagate_from() must be called:
665  * - After VA has been inserted to the tree(free path);
666  * - After VA has been shrunk(allocation path);
667  * - After VA has been increased(merging path).
668  *
669  * Please note that, it does not mean that upper parent nodes
670  * and their subtree_max_size are recalculated all the time up
671  * to the root node.
672  *
673  *       4--8
674  *        /\
675  *       /  \
676  *      /    \
677  *    2--2  8--8
678  *
679  * For example if we modify the node 4, shrinking it to 2, then
680  * no any modification is required. If we shrink the node 2 to 1
681  * its subtree_max_size is updated only, and set to 1. If we shrink
682  * the node 8 to 6, then its subtree_max_size is set to 6 and parent
683  * node becomes 4--6.
684  */
685 static __always_inline void
686 augment_tree_propagate_from(struct vmap_area *va)
687 {
688         /*
689          * Populate the tree from bottom towards the root until
690          * the calculated maximum available size of checked node
691          * is equal to its current one.
692          */
693         free_vmap_area_rb_augment_cb_propagate(&va->rb_node, NULL);
694
695 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
696         augment_tree_propagate_check();
697 #endif
698 }
699
700 static void
701 insert_vmap_area(struct vmap_area *va,
702         struct rb_root *root, struct list_head *head)
703 {
704         struct rb_node **link;
705         struct rb_node *parent;
706
707         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
708         if (link)
709                 link_va(va, root, parent, link, head);
710 }
711
712 static void
713 insert_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
714         struct rb_node *from, struct rb_root *root,
715         struct list_head *head)
716 {
717         struct rb_node **link;
718         struct rb_node *parent;
719
720         if (from)
721                 link = find_va_links(va, NULL, from, &parent);
722         else
723                 link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
724
725         if (link) {
726                 link_va(va, root, parent, link, head);
727                 augment_tree_propagate_from(va);
728         }
729 }
730
731 /*
732  * Merge de-allocated chunk of VA memory with previous
733  * and next free blocks. If coalesce is not done a new
734  * free area is inserted. If VA has been merged, it is
735  * freed.
736  *
737  * Please note, it can return NULL in case of overlap
738  * ranges, followed by WARN() report. Despite it is a
739  * buggy behaviour, a system can be alive and keep
740  * ongoing.
741  */
742 static __always_inline struct vmap_area *
743 merge_or_add_vmap_area(struct vmap_area *va,
744         struct rb_root *root, struct list_head *head)
745 {
746         struct vmap_area *sibling;
747         struct list_head *next;
748         struct rb_node **link;
749         struct rb_node *parent;
750         bool merged = false;
751
752         /*
753          * Find a place in the tree where VA potentially will be
754          * inserted, unless it is merged with its sibling/siblings.
755          */
756         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
757         if (!link)
758                 return NULL;
759
760         /*
761          * Get next node of VA to check if merging can be done.
762          */
763         next = get_va_next_sibling(parent, link);
764         if (unlikely(next == NULL))
765                 goto insert;
766
767         /*
768          * start            end
769          * |                |
770          * |<------VA------>|<-----Next----->|
771          *                  |                |
772          *                  start            end
773          */
774         if (next != head) {
775                 sibling = list_entry(next, struct vmap_area, list);
776                 if (sibling->va_start == va->va_end) {
777                         sibling->va_start = va->va_start;
778
779                         /* Free vmap_area object. */
780                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
781
782                         /* Point to the new merged area. */
783                         va = sibling;
784                         merged = true;
785                 }
786         }
787
788         /*
789          * start            end
790          * |                |
791          * |<-----Prev----->|<------VA------>|
792          *                  |                |
793          *                  start            end
794          */
795         if (next->prev != head) {
796                 sibling = list_entry(next->prev, struct vmap_area, list);
797                 if (sibling->va_end == va->va_start) {
798                         /*
799                          * If both neighbors are coalesced, it is important
800                          * to unlink the "next" node first, followed by merging
801                          * with "previous" one. Otherwise the tree might not be
802                          * fully populated if a sibling's augmented value is
803                          * "normalized" because of rotation operations.
804                          */
805                         if (merged)
806                                 unlink_va(va, root);
807
808                         sibling->va_end = va->va_end;
809
810                         /* Free vmap_area object. */
811                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
812
813                         /* Point to the new merged area. */
814                         va = sibling;
815                         merged = true;
816                 }
817         }
818
819 insert:
820         if (!merged)
821                 link_va(va, root, parent, link, head);
822
823         /*
824          * Last step is to check and update the tree.
825          */
826         augment_tree_propagate_from(va);
827         return va;
828 }
829
830 static __always_inline bool
831 is_within_this_va(struct vmap_area *va, unsigned long size,
832         unsigned long align, unsigned long vstart)
833 {
834         unsigned long nva_start_addr;
835
836         if (va->va_start > vstart)
837                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
838         else
839                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
840
841         /* Can be overflowed due to big size or alignment. */
842         if (nva_start_addr + size < nva_start_addr ||
843                         nva_start_addr < vstart)
844                 return false;
845
846         return (nva_start_addr + size <= va->va_end);
847 }
848
849 /*
850  * Find the first free block(lowest start address) in the tree,
851  * that will accomplish the request corresponding to passing
852  * parameters.
853  */
854 static __always_inline struct vmap_area *
855 find_vmap_lowest_match(unsigned long size,
856         unsigned long align, unsigned long vstart)
857 {
858         struct vmap_area *va;
859         struct rb_node *node;
860         unsigned long length;
861
862         /* Start from the root. */
863         node = free_vmap_area_root.rb_node;
864
865         /* Adjust the search size for alignment overhead. */
866         length = size + align - 1;
867
868         while (node) {
869                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
870
871                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) >= length &&
872                                 vstart < va->va_start) {
873                         node = node->rb_left;
874                 } else {
875                         if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
876                                 return va;
877
878                         /*
879                          * Does not make sense to go deeper towards the right
880                          * sub-tree if it does not have a free block that is
881                          * equal or bigger to the requested search length.
882                          */
883                         if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length) {
884                                 node = node->rb_right;
885                                 continue;
886                         }
887
888                         /*
889                          * OK. We roll back and find the first right sub-tree,
890                          * that will satisfy the search criteria. It can happen
891                          * only once due to "vstart" restriction.
892                          */
893                         while ((node = rb_parent(node))) {
894                                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
895                                 if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
896                                         return va;
897
898                                 if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length &&
899                                                 vstart <= va->va_start) {
900                                         node = node->rb_right;
901                                         break;
902                                 }
903                         }
904                 }
905         }
906
907         return NULL;
908 }
909
910 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
911 #include <linux/random.h>
912
913 static struct vmap_area *
914 find_vmap_lowest_linear_match(unsigned long size,
915         unsigned long align, unsigned long vstart)
916 {
917         struct vmap_area *va;
918
919         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
920                 if (!is_within_this_va(va, size, align, vstart))
921                         continue;
922
923                 return va;
924         }
925
926         return NULL;
927 }
928
929 static void
930 find_vmap_lowest_match_check(unsigned long size)
931 {
932         struct vmap_area *va_1, *va_2;
933         unsigned long vstart;
934         unsigned int rnd;
935
936         get_random_bytes(&rnd, sizeof(rnd));
937         vstart = VMALLOC_START + rnd;
938
939         va_1 = find_vmap_lowest_match(size, 1, vstart);
940         va_2 = find_vmap_lowest_linear_match(size, 1, vstart);
941
942         if (va_1 != va_2)
943                 pr_emerg("not lowest: t: 0x%p, l: 0x%p, v: 0x%lx\n",
944                         va_1, va_2, vstart);
945 }
946 #endif
947
948 enum fit_type {
949         NOTHING_FIT = 0,
950         FL_FIT_TYPE = 1,        /* full fit */
951         LE_FIT_TYPE = 2,        /* left edge fit */
952         RE_FIT_TYPE = 3,        /* right edge fit */
953         NE_FIT_TYPE = 4         /* no edge fit */
954 };
955
956 static __always_inline enum fit_type
957 classify_va_fit_type(struct vmap_area *va,
958         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size)
959 {
960         enum fit_type type;
961
962         /* Check if it is within VA. */
963         if (nva_start_addr < va->va_start ||
964                         nva_start_addr + size > va->va_end)
965                 return NOTHING_FIT;
966
967         /* Now classify. */
968         if (va->va_start == nva_start_addr) {
969                 if (va->va_end == nva_start_addr + size)
970                         type = FL_FIT_TYPE;
971                 else
972                         type = LE_FIT_TYPE;
973         } else if (va->va_end == nva_start_addr + size) {
974                 type = RE_FIT_TYPE;
975         } else {
976                 type = NE_FIT_TYPE;
977         }
978
979         return type;
980 }
981
982 static __always_inline int
983 adjust_va_to_fit_type(struct vmap_area *va,
984         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size,
985         enum fit_type type)
986 {
987         struct vmap_area *lva = NULL;
988
989         if (type == FL_FIT_TYPE) {
990                 /*
991                  * No need to split VA, it fully fits.
992                  *
993                  * |               |
994                  * V      NVA      V
995                  * |---------------|
996                  */
997                 unlink_va(va, &free_vmap_area_root);
998                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
999         } else if (type == LE_FIT_TYPE) {
1000                 /*
1001                  * Split left edge of fit VA.
1002                  *
1003                  * |       |
1004                  * V  NVA  V   R
1005                  * |-------|-------|
1006                  */
1007                 va->va_start += size;
1008         } else if (type == RE_FIT_TYPE) {
1009                 /*
1010                  * Split right edge of fit VA.
1011                  *
1012                  *         |       |
1013                  *     L   V  NVA  V
1014                  * |-------|-------|
1015                  */
1016                 va->va_end = nva_start_addr;
1017         } else if (type == NE_FIT_TYPE) {
1018                 /*
1019                  * Split no edge of fit VA.
1020                  *
1021                  *     |       |
1022                  *   L V  NVA  V R
1023                  * |---|-------|---|
1024                  */
1025                 lva = __this_cpu_xchg(ne_fit_preload_node, NULL);
1026                 if (unlikely(!lva)) {
1027                         /*
1028                          * For percpu allocator we do not do any pre-allocation
1029                          * and leave it as it is. The reason is it most likely
1030                          * never ends up with NE_FIT_TYPE splitting. In case of
1031                          * percpu allocations offsets and sizes are aligned to
1032                          * fixed align request, i.e. RE_FIT_TYPE and FL_FIT_TYPE
1033                          * are its main fitting cases.
1034                          *
1035                          * There are a few exceptions though, as an example it is
1036                          * a first allocation (early boot up) when we have "one"
1037                          * big free space that has to be split.
1038                          *
1039                          * Also we can hit this path in case of regular "vmap"
1040                          * allocations, if "this" current CPU was not preloaded.
1041                          * See the comment in alloc_vmap_area() why. If so, then
1042                          * GFP_NOWAIT is used instead to get an extra object for
1043                          * split purpose. That is rare and most time does not
1044                          * occur.
1045                          *
1046                          * What happens if an allocation gets failed. Basically,
1047                          * an "overflow" path is triggered to purge lazily freed
1048                          * areas to free some memory, then, the "retry" path is
1049                          * triggered to repeat one more time. See more details
1050                          * in alloc_vmap_area() function.
1051                          */
1052                         lva = kmem_cache_alloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1053                         if (!lva)
1054                                 return -1;
1055                 }
1056
1057                 /*
1058                  * Build the remainder.
1059                  */
1060                 lva->va_start = va->va_start;
1061                 lva->va_end = nva_start_addr;
1062
1063                 /*
1064                  * Shrink this VA to remaining size.
1065                  */
1066                 va->va_start = nva_start_addr + size;
1067         } else {
1068                 return -1;
1069         }
1070
1071         if (type != FL_FIT_TYPE) {
1072                 augment_tree_propagate_from(va);
1073
1074                 if (lva)        /* type == NE_FIT_TYPE */
1075                         insert_vmap_area_augment(lva, &va->rb_node,
1076                                 &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1077         }
1078
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Returns a start address of the newly allocated area, if success.
1084  * Otherwise a vend is returned that indicates failure.
1085  */
1086 static __always_inline unsigned long
1087 __alloc_vmap_area(unsigned long size, unsigned long align,
1088         unsigned long vstart, unsigned long vend)
1089 {
1090         unsigned long nva_start_addr;
1091         struct vmap_area *va;
1092         enum fit_type type;
1093         int ret;
1094
1095         va = find_vmap_lowest_match(size, align, vstart);
1096         if (unlikely(!va))
1097                 return vend;
1098
1099         if (va->va_start > vstart)
1100                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1101         else
1102                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1103
1104         /* Check the "vend" restriction. */
1105         if (nva_start_addr + size > vend)
1106                 return vend;
1107
1108         /* Classify what we have found. */
1109         type = classify_va_fit_type(va, nva_start_addr, size);
1110         if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
1111                 return vend;
1112
1113         /* Update the free vmap_area. */
1114         ret = adjust_va_to_fit_type(va, nva_start_addr, size, type);
1115         if (ret)
1116                 return vend;
1117
1118 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1119         find_vmap_lowest_match_check(size);
1120 #endif
1121
1122         return nva_start_addr;
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
1127  */
1128 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1129 {
1130         /*
1131          * Remove from the busy tree/list.
1132          */
1133         spin_lock(&vmap_area_lock);
1134         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1135         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1136
1137         /*
1138          * Insert/Merge it back to the free tree/list.
1139          */
1140         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1141         merge_or_add_vmap_area(va, &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1142         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
1147  * vstart and vend.
1148  */
1149 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
1150                                 unsigned long align,
1151                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
1152                                 int node, gfp_t gfp_mask)
1153 {
1154         struct vmap_area *va, *pva;
1155         unsigned long addr;
1156         int purged = 0;
1157         int ret;
1158
1159         BUG_ON(!size);
1160         BUG_ON(offset_in_page(size));
1161         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
1162
1163         if (unlikely(!vmap_initialized))
1164                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1165
1166         might_sleep();
1167         gfp_mask = gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK;
1168
1169         va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, gfp_mask, node);
1170         if (unlikely(!va))
1171                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1172
1173         /*
1174          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
1175          * to avoid false negatives.
1176          */
1177         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask);
1178
1179 retry:
1180         /*
1181          * Preload this CPU with one extra vmap_area object. It is used
1182          * when fit type of free area is NE_FIT_TYPE. Please note, it
1183          * does not guarantee that an allocation occurs on a CPU that
1184          * is preloaded, instead we minimize the case when it is not.
1185          * It can happen because of cpu migration, because there is a
1186          * race until the below spinlock is taken.
1187          *
1188          * The preload is done in non-atomic context, thus it allows us
1189          * to use more permissive allocation masks to be more stable under
1190          * low memory condition and high memory pressure. In rare case,
1191          * if not preloaded, GFP_NOWAIT is used.
1192          *
1193          * Set "pva" to NULL here, because of "retry" path.
1194          */
1195         pva = NULL;
1196
1197         if (!this_cpu_read(ne_fit_preload_node))
1198                 /*
1199                  * Even if it fails we do not really care about that.
1200                  * Just proceed as it is. If needed "overflow" path
1201                  * will refill the cache we allocate from.
1202                  */
1203                 pva = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, gfp_mask, node);
1204
1205         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1206
1207         if (pva && __this_cpu_cmpxchg(ne_fit_preload_node, NULL, pva))
1208                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, pva);
1209
1210         /*
1211          * If an allocation fails, the "vend" address is
1212          * returned. Therefore trigger the overflow path.
1213          */
1214         addr = __alloc_vmap_area(size, align, vstart, vend);
1215         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1216
1217         if (unlikely(addr == vend))
1218                 goto overflow;
1219
1220         va->va_start = addr;
1221         va->va_end = addr + size;
1222         va->vm = NULL;
1223
1224
1225         spin_lock(&vmap_area_lock);
1226         insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1227         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1228
1229         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
1230         BUG_ON(va->va_start < vstart);
1231         BUG_ON(va->va_end > vend);
1232
1233         ret = kasan_populate_vmalloc(addr, size);
1234         if (ret) {
1235                 free_vmap_area(va);
1236                 return ERR_PTR(ret);
1237         }
1238
1239         return va;
1240
1241 overflow:
1242         if (!purged) {
1243                 purge_vmap_area_lazy();
1244                 purged = 1;
1245                 goto retry;
1246         }
1247
1248         if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
1249                 unsigned long freed = 0;
1250                 blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
1251                 if (freed > 0) {
1252                         purged = 0;
1253                         goto retry;
1254                 }
1255         }
1256
1257         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1258                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
1259                         size);
1260
1261         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1262         return ERR_PTR(-EBUSY);
1263 }
1264
1265 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1266 {
1267         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
1270
1271 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1272 {
1273         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
1276
1277 /*
1278  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
1279  * before attempting to purge with a TLB flush.
1280  *
1281  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
1282  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
1283  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
1284  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
1285  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
1286  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
1287  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
1288  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
1289  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
1290  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
1291  * becomes a problem on bigger systems.
1292  */
1293 static unsigned long lazy_max_pages(void)
1294 {
1295         unsigned int log;
1296
1297         log = fls(num_online_cpus());
1298
1299         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
1300 }
1301
1302 static atomic_long_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_LONG_INIT(0);
1303
1304 /*
1305  * Serialize vmap purging.  There is no actual criticial section protected
1306  * by this look, but we want to avoid concurrent calls for performance
1307  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
1308  */
1309 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
1310
1311 /* for per-CPU blocks */
1312 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
1313
1314 /*
1315  * called before a call to iounmap() if the caller wants vm_area_struct's
1316  * immediately freed.
1317  */
1318 void set_iounmap_nonlazy(void)
1319 {
1320         atomic_long_set(&vmap_lazy_nr, lazy_max_pages()+1);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Purges all lazily-freed vmap areas.
1325  */
1326 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
1327 {
1328         unsigned long resched_threshold;
1329         struct llist_node *valist;
1330         struct vmap_area *va;
1331         struct vmap_area *n_va;
1332
1333         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
1334
1335         valist = llist_del_all(&vmap_purge_list);
1336         if (unlikely(valist == NULL))
1337                 return false;
1338
1339         /*
1340          * TODO: to calculate a flush range without looping.
1341          * The list can be up to lazy_max_pages() elements.
1342          */
1343         llist_for_each_entry(va, valist, purge_list) {
1344                 if (va->va_start < start)
1345                         start = va->va_start;
1346                 if (va->va_end > end)
1347                         end = va->va_end;
1348         }
1349
1350         flush_tlb_kernel_range(start, end);
1351         resched_threshold = lazy_max_pages() << 1;
1352
1353         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1354         llist_for_each_entry_safe(va, n_va, valist, purge_list) {
1355                 unsigned long nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
1356                 unsigned long orig_start = va->va_start;
1357                 unsigned long orig_end = va->va_end;
1358
1359                 /*
1360                  * Finally insert or merge lazily-freed area. It is
1361                  * detached and there is no need to "unlink" it from
1362                  * anything.
1363                  */
1364                 va = merge_or_add_vmap_area(va, &free_vmap_area_root,
1365                                             &free_vmap_area_list);
1366
1367                 if (!va)
1368                         continue;
1369
1370                 if (is_vmalloc_or_module_addr((void *)orig_start))
1371                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
1372                                               va->va_start, va->va_end);
1373
1374                 atomic_long_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
1375
1376                 if (atomic_long_read(&vmap_lazy_nr) < resched_threshold)
1377                         cond_resched_lock(&free_vmap_area_lock);
1378         }
1379         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1380         return true;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas. Don't bother if somebody
1385  * is already purging.
1386  */
1387 static void try_purge_vmap_area_lazy(void)
1388 {
1389         if (mutex_trylock(&vmap_purge_lock)) {
1390                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1391                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1392         }
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
1397  */
1398 static void purge_vmap_area_lazy(void)
1399 {
1400         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1401         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1402         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1403         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
1408  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
1409  * previously.
1410  */
1411 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
1412 {
1413         unsigned long nr_lazy;
1414
1415         spin_lock(&vmap_area_lock);
1416         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1417         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1418
1419         nr_lazy = atomic_long_add_return((va->va_end - va->va_start) >>
1420                                 PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
1421
1422         /* After this point, we may free va at any time */
1423         llist_add(&va->purge_list, &vmap_purge_list);
1424
1425         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
1426                 try_purge_vmap_area_lazy();
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Free and unmap a vmap area
1431  */
1432 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1433 {
1434         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
1435         unmap_kernel_range_noflush(va->va_start, va->va_end - va->va_start);
1436         if (debug_pagealloc_enabled_static())
1437                 flush_tlb_kernel_range(va->va_start, va->va_end);
1438
1439         free_vmap_area_noflush(va);
1440 }
1441
1442 static struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
1443 {
1444         struct vmap_area *va;
1445
1446         spin_lock(&vmap_area_lock);
1447         va = __find_vmap_area(addr);
1448         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1449
1450         return va;
1451 }
1452
1453 /*** Per cpu kva allocator ***/
1454
1455 /*
1456  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
1457  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
1458  */
1459 /*
1460  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
1461  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
1462  * instead (we just need a rough idea)
1463  */
1464 #if BITS_PER_LONG == 32
1465 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
1466 #else
1467 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
1468 #endif
1469
1470 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
1471 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
1472 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
1473 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
1474 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
1475 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
1476 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
1477                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
1478                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
1479                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
1480
1481 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
1482
1483 struct vmap_block_queue {
1484         spinlock_t lock;
1485         struct list_head free;
1486 };
1487
1488 struct vmap_block {
1489         spinlock_t lock;
1490         struct vmap_area *va;
1491         unsigned long free, dirty;
1492         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
1493         struct list_head free_list;
1494         struct rcu_head rcu_head;
1495         struct list_head purge;
1496 };
1497
1498 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
1499 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
1500
1501 /*
1502  * XArray of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
1503  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
1504  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
1505  */
1506 static DEFINE_XARRAY(vmap_blocks);
1507
1508 /*
1509  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
1510  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
1511  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
1512  * big problem.
1513  */
1514
1515 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
1516 {
1517         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
1518         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
1519         return addr;
1520 }
1521
1522 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
1523 {
1524         unsigned long addr;
1525
1526         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
1527         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
1528         return (void *)addr;
1529 }
1530
1531 /**
1532  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
1533  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
1534  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
1535  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
1536  *
1537  * Return: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
1538  */
1539 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
1540 {
1541         struct vmap_block_queue *vbq;
1542         struct vmap_block *vb;
1543         struct vmap_area *va;
1544         unsigned long vb_idx;
1545         int node, err;
1546         void *vaddr;
1547
1548         node = numa_node_id();
1549
1550         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
1551                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1552         if (unlikely(!vb))
1553                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1554
1555         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
1556                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1557                                         node, gfp_mask);
1558         if (IS_ERR(va)) {
1559                 kfree(vb);
1560                 return ERR_CAST(va);
1561         }
1562
1563         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
1564         spin_lock_init(&vb->lock);
1565         vb->va = va;
1566         /* At least something should be left free */
1567         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
1568         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
1569         vb->dirty = 0;
1570         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
1571         vb->dirty_max = 0;
1572         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
1573
1574         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
1575         err = xa_insert(&vmap_blocks, vb_idx, vb, gfp_mask);
1576         if (err) {
1577                 kfree(vb);
1578                 free_vmap_area(va);
1579                 return ERR_PTR(err);
1580         }
1581
1582         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1583         spin_lock(&vbq->lock);
1584         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
1585         spin_unlock(&vbq->lock);
1586         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1587
1588         return vaddr;
1589 }
1590
1591 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
1592 {
1593         struct vmap_block *tmp;
1594
1595         tmp = xa_erase(&vmap_blocks, addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
1596         BUG_ON(tmp != vb);
1597
1598         free_vmap_area_noflush(vb->va);
1599         kfree_rcu(vb, rcu_head);
1600 }
1601
1602 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
1603 {
1604         LIST_HEAD(purge);
1605         struct vmap_block *vb;
1606         struct vmap_block *n_vb;
1607         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1608
1609         rcu_read_lock();
1610         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1611
1612                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
1613                         continue;
1614
1615                 spin_lock(&vb->lock);
1616                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
1617                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
1618                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
1619                         vb->dirty_min = 0;
1620                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
1621                         spin_lock(&vbq->lock);
1622                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1623                         spin_unlock(&vbq->lock);
1624                         spin_unlock(&vb->lock);
1625                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
1626                 } else
1627                         spin_unlock(&vb->lock);
1628         }
1629         rcu_read_unlock();
1630
1631         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
1632                 list_del(&vb->purge);
1633                 free_vmap_block(vb);
1634         }
1635 }
1636
1637 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
1638 {
1639         int cpu;
1640
1641         for_each_possible_cpu(cpu)
1642                 purge_fragmented_blocks(cpu);
1643 }
1644
1645 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
1646 {
1647         struct vmap_block_queue *vbq;
1648         struct vmap_block *vb;
1649         void *vaddr = NULL;
1650         unsigned int order;
1651
1652         BUG_ON(offset_in_page(size));
1653         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1654         if (WARN_ON(size == 0)) {
1655                 /*
1656                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
1657                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
1658                  * early.
1659                  */
1660                 return NULL;
1661         }
1662         order = get_order(size);
1663
1664         rcu_read_lock();
1665         vbq = &get_cpu_var(vmap_block_queue);
1666         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1667                 unsigned long pages_off;
1668
1669                 spin_lock(&vb->lock);
1670                 if (vb->free < (1UL << order)) {
1671                         spin_unlock(&vb->lock);
1672                         continue;
1673                 }
1674
1675                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
1676                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
1677                 vb->free -= 1UL << order;
1678                 if (vb->free == 0) {
1679                         spin_lock(&vbq->lock);
1680                         list_del_rcu(&vb->free_list);
1681                         spin_unlock(&vbq->lock);
1682                 }
1683
1684                 spin_unlock(&vb->lock);
1685                 break;
1686         }
1687
1688         put_cpu_var(vmap_block_queue);
1689         rcu_read_unlock();
1690
1691         /* Allocate new block if nothing was found */
1692         if (!vaddr)
1693                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
1694
1695         return vaddr;
1696 }
1697
1698 static void vb_free(unsigned long addr, unsigned long size)
1699 {
1700         unsigned long offset;
1701         unsigned int order;
1702         struct vmap_block *vb;
1703
1704         BUG_ON(offset_in_page(size));
1705         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
1706
1707         flush_cache_vunmap(addr, addr + size);
1708
1709         order = get_order(size);
1710         offset = (addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
1711         vb = xa_load(&vmap_blocks, addr_to_vb_idx(addr));
1712
1713         unmap_kernel_range_noflush(addr, size);
1714
1715         if (debug_pagealloc_enabled_static())
1716                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + size);
1717
1718         spin_lock(&vb->lock);
1719
1720         /* Expand dirty range */
1721         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
1722         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
1723
1724         vb->dirty += 1UL << order;
1725         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
1726                 BUG_ON(vb->free);
1727                 spin_unlock(&vb->lock);
1728                 free_vmap_block(vb);
1729         } else
1730                 spin_unlock(&vb->lock);
1731 }
1732
1733 static void _vm_unmap_aliases(unsigned long start, unsigned long end, int flush)
1734 {
1735         int cpu;
1736
1737         if (unlikely(!vmap_initialized))
1738                 return;
1739
1740         might_sleep();
1741
1742         for_each_possible_cpu(cpu) {
1743                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1744                 struct vmap_block *vb;
1745
1746                 rcu_read_lock();
1747                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
1748                         spin_lock(&vb->lock);
1749                         if (vb->dirty) {
1750                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
1751                                 unsigned long s, e;
1752
1753                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
1754                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
1755
1756                                 start = min(s, start);
1757                                 end   = max(e, end);
1758
1759                                 flush = 1;
1760                         }
1761                         spin_unlock(&vb->lock);
1762                 }
1763                 rcu_read_unlock();
1764         }
1765
1766         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1767         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1768         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
1769                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
1770         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1771 }
1772
1773 /**
1774  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
1775  *
1776  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
1777  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
1778  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
1779  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
1780  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
1781  *
1782  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
1783  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
1784  * from the vmap layer.
1785  */
1786 void vm_unmap_aliases(void)
1787 {
1788         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
1789         int flush = 0;
1790
1791         _vm_unmap_aliases(start, end, flush);
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
1794
1795 /**
1796  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
1797  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
1798  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
1799  */
1800 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
1801 {
1802         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1803         unsigned long addr = (unsigned long)mem;
1804         struct vmap_area *va;
1805
1806         might_sleep();
1807         BUG_ON(!addr);
1808         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
1809         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
1810         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
1811
1812         kasan_poison_vmalloc(mem, size);
1813
1814         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1815                 debug_check_no_locks_freed(mem, size);
1816                 vb_free(addr, size);
1817                 return;
1818         }
1819
1820         va = find_vmap_area(addr);
1821         BUG_ON(!va);
1822         debug_check_no_locks_freed((void *)va->va_start,
1823                                     (va->va_end - va->va_start));
1824         free_unmap_vmap_area(va);
1825 }
1826 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
1827
1828 /**
1829  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
1830  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
1831  * @count: number of pages
1832  * @node: prefer to allocate data structures on this node
1833  *
1834  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
1835  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
1836  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
1837  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
1838  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
1839  *
1840  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
1841  */
1842 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node)
1843 {
1844         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
1845         unsigned long addr;
1846         void *mem;
1847
1848         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
1849                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
1850                 if (IS_ERR(mem))
1851                         return NULL;
1852                 addr = (unsigned long)mem;
1853         } else {
1854                 struct vmap_area *va;
1855                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
1856                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
1857                 if (IS_ERR(va))
1858                         return NULL;
1859
1860                 addr = va->va_start;
1861                 mem = (void *)addr;
1862         }
1863
1864         kasan_unpoison_vmalloc(mem, size);
1865
1866         if (map_kernel_range(addr, size, PAGE_KERNEL, pages) < 0) {
1867                 vm_unmap_ram(mem, count);
1868                 return NULL;
1869         }
1870         return mem;
1871 }
1872 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
1873
1874 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
1875
1876 /**
1877  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
1878  * @vm: vm_struct to add
1879  *
1880  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
1881  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
1882  * should contain proper values and the other fields should be zero.
1883  *
1884  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1885  */
1886 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
1887 {
1888         struct vm_struct *tmp, **p;
1889
1890         BUG_ON(vmap_initialized);
1891         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
1892                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
1893                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
1894                         break;
1895                 } else
1896                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
1897         }
1898         vm->next = *p;
1899         *p = vm;
1900 }
1901
1902 /**
1903  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
1904  * @vm: vm_struct to register
1905  * @align: requested alignment
1906  *
1907  * This function is used to register kernel vm area before
1908  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
1909  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
1910  * vm->addr contains the allocated address.
1911  *
1912  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
1913  */
1914 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
1915 {
1916         static size_t vm_init_off __initdata;
1917         unsigned long addr;
1918
1919         addr = ALIGN(VMALLOC_START + vm_init_off, align);
1920         vm_init_off = PFN_ALIGN(addr + vm->size) - VMALLOC_START;
1921
1922         vm->addr = (void *)addr;
1923
1924         vm_area_add_early(vm);
1925 }
1926
1927 static void vmap_init_free_space(void)
1928 {
1929         unsigned long vmap_start = 1;
1930         const unsigned long vmap_end = ULONG_MAX;
1931         struct vmap_area *busy, *free;
1932
1933         /*
1934          *     B     F     B     B     B     F
1935          * -|-----|.....|-----|-----|-----|.....|-
1936          *  |           The KVA space           |
1937          *  |<--------------------------------->|
1938          */
1939         list_for_each_entry(busy, &vmap_area_list, list) {
1940                 if (busy->va_start - vmap_start > 0) {
1941                         free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1942                         if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
1943                                 free->va_start = vmap_start;
1944                                 free->va_end = busy->va_start;
1945
1946                                 insert_vmap_area_augment(free, NULL,
1947                                         &free_vmap_area_root,
1948                                                 &free_vmap_area_list);
1949                         }
1950                 }
1951
1952                 vmap_start = busy->va_end;
1953         }
1954
1955         if (vmap_end - vmap_start > 0) {
1956                 free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1957                 if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
1958                         free->va_start = vmap_start;
1959                         free->va_end = vmap_end;
1960
1961                         insert_vmap_area_augment(free, NULL,
1962                                 &free_vmap_area_root,
1963                                         &free_vmap_area_list);
1964                 }
1965         }
1966 }
1967
1968 void __init vmalloc_init(void)
1969 {
1970         struct vmap_area *va;
1971         struct vm_struct *tmp;
1972         int i;
1973
1974         /*
1975          * Create the cache for vmap_area objects.
1976          */
1977         vmap_area_cachep = KMEM_CACHE(vmap_area, SLAB_PANIC);
1978
1979         for_each_possible_cpu(i) {
1980                 struct vmap_block_queue *vbq;
1981                 struct vfree_deferred *p;
1982
1983                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
1984                 spin_lock_init(&vbq->lock);
1985                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
1986                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
1987                 init_llist_head(&p->list);
1988                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
1989         }
1990
1991         /* Import existing vmlist entries. */
1992         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
1993                 va = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1994                 if (WARN_ON_ONCE(!va))
1995                         continue;
1996
1997                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
1998                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
1999                 va->vm = tmp;
2000                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
2001         }
2002
2003         /*
2004          * Now we can initialize a free vmap space.
2005          */
2006         vmap_init_free_space();
2007         vmap_initialized = true;
2008 }
2009
2010 /**
2011  * unmap_kernel_range - unmap kernel VM area and flush cache and TLB
2012  * @addr: start of the VM area to unmap
2013  * @size: size of the VM area to unmap
2014  *
2015  * Similar to unmap_kernel_range_noflush() but flushes vcache before
2016  * the unmapping and tlb after.
2017  */
2018 void unmap_kernel_range(unsigned long addr, unsigned long size)
2019 {
2020         unsigned long end = addr + size;
2021
2022         flush_cache_vunmap(addr, end);
2023         unmap_kernel_range_noflush(addr, size);
2024         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
2025 }
2026
2027 static inline void setup_vmalloc_vm_locked(struct vm_struct *vm,
2028         struct vmap_area *va, unsigned long flags, const void *caller)
2029 {
2030         vm->flags = flags;
2031         vm->addr = (void *)va->va_start;
2032         vm->size = va->va_end - va->va_start;
2033         vm->caller = caller;
2034         va->vm = vm;
2035 }
2036
2037 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
2038                               unsigned long flags, const void *caller)
2039 {
2040         spin_lock(&vmap_area_lock);
2041         setup_vmalloc_vm_locked(vm, va, flags, caller);
2042         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2043 }
2044
2045 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
2046 {
2047         /*
2048          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
2049          * we should make sure that vm has proper values.
2050          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
2051          */
2052         smp_wmb();
2053         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
2054 }
2055
2056 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
2057                 unsigned long align, unsigned long flags, unsigned long start,
2058                 unsigned long end, int node, gfp_t gfp_mask, const void *caller)
2059 {
2060         struct vmap_area *va;
2061         struct vm_struct *area;
2062         unsigned long requested_size = size;
2063
2064         BUG_ON(in_interrupt());
2065         size = PAGE_ALIGN(size);
2066         if (unlikely(!size))
2067                 return NULL;
2068
2069         if (flags & VM_IOREMAP)
2070                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
2071                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
2072
2073         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
2074         if (unlikely(!area))
2075                 return NULL;
2076
2077         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
2078                 size += PAGE_SIZE;
2079
2080         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
2081         if (IS_ERR(va)) {
2082                 kfree(area);
2083                 return NULL;
2084         }
2085
2086         kasan_unpoison_vmalloc((void *)va->va_start, requested_size);
2087
2088         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
2089
2090         return area;
2091 }
2092
2093 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2094                                        unsigned long start, unsigned long end,
2095                                        const void *caller)
2096 {
2097         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, start, end, NUMA_NO_NODE,
2098                                   GFP_KERNEL, caller);
2099 }
2100
2101 /**
2102  * get_vm_area - reserve a contiguous kernel virtual area
2103  * @size:        size of the area
2104  * @flags:       %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
2105  *
2106  * Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
2107  * and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
2108  * on success or %NULL on failure.
2109  *
2110  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2111  */
2112 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
2113 {
2114         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2115                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
2116                                   __builtin_return_address(0));
2117 }
2118
2119 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2120                                 const void *caller)
2121 {
2122         return __get_vm_area_node(size, 1, flags, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2123                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2124 }
2125
2126 /**
2127  * find_vm_area - find a continuous kernel virtual area
2128  * @addr:         base address
2129  *
2130  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
2131  * It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
2132  * pointer valid.
2133  *
2134  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
2135  */
2136 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
2137 {
2138         struct vmap_area *va;
2139
2140         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2141         if (!va)
2142                 return NULL;
2143
2144         return va->vm;
2145 }
2146
2147 /**
2148  * remove_vm_area - find and remove a continuous kernel virtual area
2149  * @addr:           base address
2150  *
2151  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
2152  * This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
2153  * on SMP machines, except for its size or flags.
2154  *
2155  * Return: pointer to the found area or %NULL on faulure
2156  */
2157 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
2158 {
2159         struct vmap_area *va;
2160
2161         might_sleep();
2162
2163         spin_lock(&vmap_area_lock);
2164         va = __find_vmap_area((unsigned long)addr);
2165         if (va && va->vm) {
2166                 struct vm_struct *vm = va->vm;
2167
2168                 va->vm = NULL;
2169                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
2170
2171                 kasan_free_shadow(vm);
2172                 free_unmap_vmap_area(va);
2173
2174                 return vm;
2175         }
2176
2177         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2178         return NULL;
2179 }
2180
2181 static inline void set_area_direct_map(const struct vm_struct *area,
2182                                        int (*set_direct_map)(struct page *page))
2183 {
2184         int i;
2185
2186         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
2187                 if (page_address(area->pages[i]))
2188                         set_direct_map(area->pages[i]);
2189 }
2190
2191 /* Handle removing and resetting vm mappings related to the vm_struct. */
2192 static void vm_remove_mappings(struct vm_struct *area, int deallocate_pages)
2193 {
2194         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2195         int flush_reset = area->flags & VM_FLUSH_RESET_PERMS;
2196         int flush_dmap = 0;
2197         int i;
2198
2199         remove_vm_area(area->addr);
2200
2201         /* If this is not VM_FLUSH_RESET_PERMS memory, no need for the below. */
2202         if (!flush_reset)
2203                 return;
2204
2205         /*
2206          * If not deallocating pages, just do the flush of the VM area and
2207          * return.
2208          */
2209         if (!deallocate_pages) {
2210                 vm_unmap_aliases();
2211                 return;
2212         }
2213
2214         /*
2215          * If execution gets here, flush the vm mapping and reset the direct
2216          * map. Find the start and end range of the direct mappings to make sure
2217          * the vm_unmap_aliases() flush includes the direct map.
2218          */
2219         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2220                 unsigned long addr = (unsigned long)page_address(area->pages[i]);
2221                 if (addr) {
2222                         start = min(addr, start);
2223                         end = max(addr + PAGE_SIZE, end);
2224                         flush_dmap = 1;
2225                 }
2226         }
2227
2228         /*
2229          * Set direct map to something invalid so that it won't be cached if
2230          * there are any accesses after the TLB flush, then flush the TLB and
2231          * reset the direct map permissions to the default.
2232          */
2233         set_area_direct_map(area, set_direct_map_invalid_noflush);
2234         _vm_unmap_aliases(start, end, flush_dmap);
2235         set_area_direct_map(area, set_direct_map_default_noflush);
2236 }
2237
2238 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
2239 {
2240         struct vm_struct *area;
2241
2242         if (!addr)
2243                 return;
2244
2245         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
2246                         addr))
2247                 return;
2248
2249         area = find_vm_area(addr);
2250         if (unlikely(!area)) {
2251                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
2252                                 addr);
2253                 return;
2254         }
2255
2256         debug_check_no_locks_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2257         debug_check_no_obj_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2258
2259         kasan_poison_vmalloc(area->addr, area->size);
2260
2261         vm_remove_mappings(area, deallocate_pages);
2262
2263         if (deallocate_pages) {
2264                 int i;
2265
2266                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2267                         struct page *page = area->pages[i];
2268
2269                         BUG_ON(!page);
2270                         __free_pages(page, 0);
2271                 }
2272                 atomic_long_sub(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2273
2274                 kvfree(area->pages);
2275         }
2276
2277         kfree(area);
2278         return;
2279 }
2280
2281 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
2282 {
2283         /*
2284          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
2285          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
2286          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
2287          * another cpu's list. schedule_work() should be fine with this too.
2288          */
2289         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
2290
2291         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
2292                 schedule_work(&p->wq);
2293 }
2294
2295 /**
2296  * vfree_atomic - release memory allocated by vmalloc()
2297  * @addr:         memory base address
2298  *
2299  * This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
2300  * except NMIs.
2301  */
2302 void vfree_atomic(const void *addr)
2303 {
2304         BUG_ON(in_nmi());
2305
2306         kmemleak_free(addr);
2307
2308         if (!addr)
2309                 return;
2310         __vfree_deferred(addr);
2311 }
2312
2313 static void __vfree(const void *addr)
2314 {
2315         if (unlikely(in_interrupt()))
2316                 __vfree_deferred(addr);
2317         else
2318                 __vunmap(addr, 1);
2319 }
2320
2321 /**
2322  * vfree - release memory allocated by vmalloc()
2323  * @addr:  memory base address
2324  *
2325  * Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as
2326  * obtained from vmalloc(), vmalloc_32() or __vmalloc(). If @addr is
2327  * NULL, no operation is performed.
2328  *
2329  * Must not be called in NMI context (strictly speaking, only if we don't
2330  * have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
2331  * conventions for vfree() arch-depenedent would be a really bad idea)
2332  *
2333  * May sleep if called *not* from interrupt context.
2334  *
2335  * NOTE: assumes that the object at @addr has a size >= sizeof(llist_node)
2336  */
2337 void vfree(const void *addr)
2338 {
2339         BUG_ON(in_nmi());
2340
2341         kmemleak_free(addr);
2342
2343         might_sleep_if(!in_interrupt());
2344
2345         if (!addr)
2346                 return;
2347
2348         __vfree(addr);
2349 }
2350 EXPORT_SYMBOL(vfree);
2351
2352 /**
2353  * vunmap - release virtual mapping obtained by vmap()
2354  * @addr:   memory base address
2355  *
2356  * Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
2357  * which was created from the page array passed to vmap().
2358  *
2359  * Must not be called in interrupt context.
2360  */
2361 void vunmap(const void *addr)
2362 {
2363         BUG_ON(in_interrupt());
2364         might_sleep();
2365         if (addr)
2366                 __vunmap(addr, 0);
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
2369
2370 /**
2371  * vmap - map an array of pages into virtually contiguous space
2372  * @pages: array of page pointers
2373  * @count: number of pages to map
2374  * @flags: vm_area->flags
2375  * @prot: page protection for the mapping
2376  *
2377  * Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual
2378  * space.
2379  *
2380  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2381  */
2382 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
2383            unsigned long flags, pgprot_t prot)
2384 {
2385         struct vm_struct *area;
2386         unsigned long size;             /* In bytes */
2387
2388         might_sleep();
2389
2390         if (count > totalram_pages())
2391                 return NULL;
2392
2393         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2394         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
2395         if (!area)
2396                 return NULL;
2397
2398         if (map_kernel_range((unsigned long)area->addr, size, pgprot_nx(prot),
2399                         pages) < 0) {
2400                 vunmap(area->addr);
2401                 return NULL;
2402         }
2403
2404         return area->addr;
2405 }
2406 EXPORT_SYMBOL(vmap);
2407
2408 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
2409                                  pgprot_t prot, int node)
2410 {
2411         struct page **pages;
2412         unsigned int nr_pages, array_size, i;
2413         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
2414         const gfp_t alloc_mask = gfp_mask | __GFP_NOWARN;
2415         const gfp_t highmem_mask = (gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)) ?
2416                                         0 :
2417                                         __GFP_HIGHMEM;
2418
2419         nr_pages = get_vm_area_size(area) >> PAGE_SHIFT;
2420         array_size = (nr_pages * sizeof(struct page *));
2421
2422         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
2423         if (array_size > PAGE_SIZE) {
2424                 pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp|highmem_mask,
2425                                 node, area->caller);
2426         } else {
2427                 pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
2428         }
2429
2430         if (!pages) {
2431                 remove_vm_area(area->addr);
2432                 kfree(area);
2433                 return NULL;
2434         }
2435
2436         area->pages = pages;
2437         area->nr_pages = nr_pages;
2438
2439         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2440                 struct page *page;
2441
2442                 if (node == NUMA_NO_NODE)
2443                         page = alloc_page(alloc_mask|highmem_mask);
2444                 else
2445                         page = alloc_pages_node(node, alloc_mask|highmem_mask, 0);
2446
2447                 if (unlikely(!page)) {
2448                         /* Successfully allocated i pages, free them in __vunmap() */
2449                         area->nr_pages = i;
2450                         atomic_long_add(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2451                         goto fail;
2452                 }
2453                 area->pages[i] = page;
2454                 if (gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2455                         cond_resched();
2456         }
2457         atomic_long_add(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2458
2459         if (map_kernel_range((unsigned long)area->addr, get_vm_area_size(area),
2460                         prot, pages) < 0)
2461                 goto fail;
2462
2463         return area->addr;
2464
2465 fail:
2466         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
2467                           "vmalloc: allocation failure, allocated %ld of %ld bytes",
2468                           (area->nr_pages*PAGE_SIZE), area->size);
2469         __vfree(area->addr);
2470         return NULL;
2471 }
2472
2473 /**
2474  * __vmalloc_node_range - allocate virtually contiguous memory
2475  * @size:                 allocation size
2476  * @align:                desired alignment
2477  * @start:                vm area range start
2478  * @end:                  vm area range end
2479  * @gfp_mask:             flags for the page level allocator
2480  * @prot:                 protection mask for the allocated pages
2481  * @vm_flags:             additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
2482  * @node:                 node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
2483  * @caller:               caller's return address
2484  *
2485  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2486  * allocator with @gfp_mask flags.  Map them into contiguous
2487  * kernel virtual space, using a pagetable protection of @prot.
2488  *
2489  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2490  */
2491 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
2492                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
2493                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
2494                         const void *caller)
2495 {
2496         struct vm_struct *area;
2497         void *addr;
2498         unsigned long real_size = size;
2499
2500         size = PAGE_ALIGN(size);
2501         if (!size || (size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages())
2502                 goto fail;
2503
2504         area = __get_vm_area_node(real_size, align, VM_ALLOC | VM_UNINITIALIZED |
2505                                 vm_flags, start, end, node, gfp_mask, caller);
2506         if (!area)
2507                 goto fail;
2508
2509         addr = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, node);
2510         if (!addr)
2511                 return NULL;
2512
2513         /*
2514          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
2515          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
2516          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
2517          */
2518         clear_vm_uninitialized_flag(area);
2519
2520         kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
2521
2522         return addr;
2523
2524 fail:
2525         warn_alloc(gfp_mask, NULL,
2526                           "vmalloc: allocation failure: %lu bytes", real_size);
2527         return NULL;
2528 }
2529
2530 /**
2531  * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
2532  * @size:           allocation size
2533  * @align:          desired alignment
2534  * @gfp_mask:       flags for the page level allocator
2535  * @node:           node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
2536  * @caller:         caller's return address
2537  *
2538  * Allocate enough pages to cover @size from the page level allocator with
2539  * @gfp_mask flags.  Map them into contiguous kernel virtual space.
2540  *
2541  * Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
2542  * and __GFP_NOFAIL are not supported
2543  *
2544  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
2545  * with mm people.
2546  *
2547  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2548  */
2549 void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
2550                             gfp_t gfp_mask, int node, const void *caller)
2551 {
2552         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2553                                 gfp_mask, PAGE_KERNEL, 0, node, caller);
2554 }
2555 /*
2556  * This is only for performance analysis of vmalloc and stress purpose.
2557  * It is required by vmalloc test module, therefore do not use it other
2558  * than that.
2559  */
2560 #ifdef CONFIG_TEST_VMALLOC_MODULE
2561 EXPORT_SYMBOL_GPL(__vmalloc_node);
2562 #endif
2563
2564 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
2565 {
2566         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, NUMA_NO_NODE,
2567                                 __builtin_return_address(0));
2568 }
2569 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
2570
2571 /**
2572  * vmalloc - allocate virtually contiguous memory
2573  * @size:    allocation size
2574  *
2575  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2576  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2577  *
2578  * For tight control over page level allocator and protection flags
2579  * use __vmalloc() instead.
2580  *
2581  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2582  */
2583 void *vmalloc(unsigned long size)
2584 {
2585         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, NUMA_NO_NODE,
2586                                 __builtin_return_address(0));
2587 }
2588 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
2589
2590 /**
2591  * vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
2592  * @size:    allocation size
2593  *
2594  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2595  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2596  * The memory allocated is set to zero.
2597  *
2598  * For tight control over page level allocator and protection flags
2599  * use __vmalloc() instead.
2600  *
2601  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2602  */
2603 void *vzalloc(unsigned long size)
2604 {
2605         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, NUMA_NO_NODE,
2606                                 __builtin_return_address(0));
2607 }
2608 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
2609
2610 /**
2611  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
2612  * @size: allocation size
2613  *
2614  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
2615  * without leaking data.
2616  *
2617  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2618  */
2619 void *vmalloc_user(unsigned long size)
2620 {
2621         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2622                                     GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2623                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2624                                     __builtin_return_address(0));
2625 }
2626 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
2627
2628 /**
2629  * vmalloc_node - allocate memory on a specific node
2630  * @size:         allocation size
2631  * @node:         numa node
2632  *
2633  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2634  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2635  *
2636  * For tight control over page level allocator and protection flags
2637  * use __vmalloc() instead.
2638  *
2639  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2640  */
2641 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
2642 {
2643         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, node,
2644                         __builtin_return_address(0));
2645 }
2646 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
2647
2648 /**
2649  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
2650  * @size:       allocation size
2651  * @node:       numa node
2652  *
2653  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
2654  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2655  * The memory allocated is set to zero.
2656  *
2657  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2658  */
2659 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
2660 {
2661         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node,
2662                                 __builtin_return_address(0));
2663 }
2664 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
2665
2666 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
2667 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
2668 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
2669 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA | GFP_KERNEL)
2670 #else
2671 /*
2672  * 64b systems should always have either DMA or DMA32 zones. For others
2673  * GFP_DMA32 should do the right thing and use the normal zone.
2674  */
2675 #define GFP_VMALLOC32 GFP_DMA32 | GFP_KERNEL
2676 #endif
2677
2678 /**
2679  * vmalloc_32 - allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
2680  * @size:       allocation size
2681  *
2682  * Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
2683  * page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
2684  *
2685  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2686  */
2687 void *vmalloc_32(unsigned long size)
2688 {
2689         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, NUMA_NO_NODE,
2690                         __builtin_return_address(0));
2691 }
2692 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
2693
2694 /**
2695  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
2696  * @size:            allocation size
2697  *
2698  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
2699  * mapped to userspace without leaking data.
2700  *
2701  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
2702  */
2703 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
2704 {
2705         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2706                                     GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
2707                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
2708                                     __builtin_return_address(0));
2709 }
2710 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
2711
2712 /*
2713  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
2714  * If the page is not present, fill zero.
2715  */
2716
2717 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2718 {
2719         struct page *p;
2720         int copied = 0;
2721
2722         while (count) {
2723                 unsigned long offset, length;
2724
2725                 offset = offset_in_page(addr);
2726                 length = PAGE_SIZE - offset;
2727                 if (length > count)
2728                         length = count;
2729                 p = vmalloc_to_page(addr);
2730                 /*
2731                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2732                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2733                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2734                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2735                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2736                  */
2737                 if (p) {
2738                         /*
2739                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2740                          * function description)
2741                          */
2742                         void *map = kmap_atomic(p);
2743                         memcpy(buf, map + offset, length);
2744                         kunmap_atomic(map);
2745                 } else
2746                         memset(buf, 0, length);
2747
2748                 addr += length;
2749                 buf += length;
2750                 copied += length;
2751                 count -= length;
2752         }
2753         return copied;
2754 }
2755
2756 static int aligned_vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2757 {
2758         struct page *p;
2759         int copied = 0;
2760
2761         while (count) {
2762                 unsigned long offset, length;
2763
2764                 offset = offset_in_page(addr);
2765                 length = PAGE_SIZE - offset;
2766                 if (length > count)
2767                         length = count;
2768                 p = vmalloc_to_page(addr);
2769                 /*
2770                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
2771                  * lock. But adding lock here means that we need to add
2772                  * overhead of vmalloc()/vfree() calles for this _debug_
2773                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
2774                  * kmap() and get small overhead in this access function.
2775                  */
2776                 if (p) {
2777                         /*
2778                          * we can expect USER0 is not used (see vread/vwrite's
2779                          * function description)
2780                          */
2781                         void *map = kmap_atomic(p);
2782                         memcpy(map + offset, buf, length);
2783                         kunmap_atomic(map);
2784                 }
2785                 addr += length;
2786                 buf += length;
2787                 copied += length;
2788                 count -= length;
2789         }
2790         return copied;
2791 }
2792
2793 /**
2794  * vread() - read vmalloc area in a safe way.
2795  * @buf:     buffer for reading data
2796  * @addr:    vm address.
2797  * @count:   number of bytes to be read.
2798  *
2799  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2800  * copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
2801  * of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
2802  * proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
2803  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2804  *
2805  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2806  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2807  *
2808  * Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
2809  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2810  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2811  * any information, as /dev/kmem.
2812  *
2813  * Return: number of bytes for which addr and buf should be increased
2814  * (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count) doesn't
2815  * include any intersection with valid vmalloc area
2816  */
2817 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2818 {
2819         struct vmap_area *va;
2820         struct vm_struct *vm;
2821         char *vaddr, *buf_start = buf;
2822         unsigned long buflen = count;
2823         unsigned long n;
2824
2825         /* Don't allow overflow */
2826         if ((unsigned long) addr + count < count)
2827                 count = -(unsigned long) addr;
2828
2829         spin_lock(&vmap_area_lock);
2830         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2831                 if (!count)
2832                         break;
2833
2834                 if (!va->vm)
2835                         continue;
2836
2837                 vm = va->vm;
2838                 vaddr = (char *) vm->addr;
2839                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2840                         continue;
2841                 while (addr < vaddr) {
2842                         if (count == 0)
2843                                 goto finished;
2844                         *buf = '\0';
2845                         buf++;
2846                         addr++;
2847                         count--;
2848                 }
2849                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2850                 if (n > count)
2851                         n = count;
2852                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
2853                         aligned_vread(buf, addr, n);
2854                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
2855                         memset(buf, 0, n);
2856                 buf += n;
2857                 addr += n;
2858                 count -= n;
2859         }
2860 finished:
2861         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2862
2863         if (buf == buf_start)
2864                 return 0;
2865         /* zero-fill memory holes */
2866         if (buf != buf_start + buflen)
2867                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
2868
2869         return buflen;
2870 }
2871
2872 /**
2873  * vwrite() - write vmalloc area in a safe way.
2874  * @buf:      buffer for source data
2875  * @addr:     vm address.
2876  * @count:    number of bytes to be read.
2877  *
2878  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
2879  * copy data from a buffer to the given addr. If specified range of
2880  * [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied from
2881  * proper area of @buf. If there are memory holes, no copy to hole.
2882  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
2883  *
2884  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
2885  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
2886  *
2887  * Note: In usual ops, vwrite() is never necessary because the caller
2888  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
2889  * This is for routines which have to access vmalloc area without
2890  * any information, as /dev/kmem.
2891  *
2892  * Return: number of bytes for which addr and buf should be
2893  * increased (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count)
2894  * doesn't include any intersection with valid vmalloc area
2895  */
2896 long vwrite(char *buf, char *addr, unsigned long count)
2897 {
2898         struct vmap_area *va;
2899         struct vm_struct *vm;
2900         char *vaddr;
2901         unsigned long n, buflen;
2902         int copied = 0;
2903
2904         /* Don't allow overflow */
2905         if ((unsigned long) addr + count < count)
2906                 count = -(unsigned long) addr;
2907         buflen = count;
2908
2909         spin_lock(&vmap_area_lock);
2910         list_for_each_entry(va, &vmap_area_list, list) {
2911                 if (!count)
2912                         break;
2913
2914                 if (!va->vm)
2915                         continue;
2916
2917                 vm = va->vm;
2918                 vaddr = (char *) vm->addr;
2919                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
2920                         continue;
2921                 while (addr < vaddr) {
2922                         if (count == 0)
2923                                 goto finished;
2924                         buf++;
2925                         addr++;
2926                         count--;
2927                 }
2928                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
2929                 if (n > count)
2930                         n = count;
2931                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP)) {
2932                         aligned_vwrite(buf, addr, n);
2933                         copied++;
2934                 }
2935                 buf += n;
2936                 addr += n;
2937                 count -= n;
2938         }
2939 finished:
2940         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2941         if (!copied)
2942                 return 0;
2943         return buflen;
2944 }
2945
2946 /**
2947  * remap_vmalloc_range_partial - map vmalloc pages to userspace
2948  * @vma:                vma to cover
2949  * @uaddr:              target user address to start at
2950  * @kaddr:              virtual address of vmalloc kernel memory
2951  * @pgoff:              offset from @kaddr to start at
2952  * @size:               size of map area
2953  *
2954  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
2955  *
2956  * This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
2957  * and that it is big enough to cover the range starting at
2958  * @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
2959  * met.
2960  *
2961  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
2962  */
2963 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
2964                                 void *kaddr, unsigned long pgoff,
2965                                 unsigned long size)
2966 {
2967         struct vm_struct *area;
2968         unsigned long off;
2969         unsigned long end_index;
2970
2971         if (check_shl_overflow(pgoff, PAGE_SHIFT, &off))
2972                 return -EINVAL;
2973
2974         size = PAGE_ALIGN(size);
2975
2976         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
2977                 return -EINVAL;
2978
2979         area = find_vm_area(kaddr);
2980         if (!area)
2981                 return -EINVAL;
2982
2983         if (!(area->flags & (VM_USERMAP | VM_DMA_COHERENT)))
2984                 return -EINVAL;
2985
2986         if (check_add_overflow(size, off, &end_index) ||
2987             end_index > get_vm_area_size(area))
2988                 return -EINVAL;
2989         kaddr += off;
2990
2991         do {
2992                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
2993                 int ret;
2994
2995                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
2996                 if (ret)
2997                         return ret;
2998
2999                 uaddr += PAGE_SIZE;
3000                 kaddr += PAGE_SIZE;
3001                 size -= PAGE_SIZE;
3002         } while (size > 0);
3003
3004         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
3005
3006         return 0;
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range_partial);
3009
3010 /**
3011  * remap_vmalloc_range - map vmalloc pages to userspace
3012  * @vma:                vma to cover (map full range of vma)
3013  * @addr:               vmalloc memory
3014  * @pgoff:              number of pages into addr before first page to map
3015  *
3016  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
3017  *
3018  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
3019  * that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
3020  * that criteria isn't met.
3021  *
3022  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
3023  */
3024 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
3025                                                 unsigned long pgoff)
3026 {
3027         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
3028                                            addr, pgoff,
3029                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
3032
3033 static int f(pte_t *pte, unsigned long addr, void *data)
3034 {
3035         pte_t ***p = data;
3036
3037         if (p) {
3038                 *(*p) = pte;
3039                 (*p)++;
3040         }
3041         return 0;
3042 }
3043
3044 /**
3045  * alloc_vm_area - allocate a range of kernel address space
3046  * @size:          size of the area
3047  * @ptes:          returns the PTEs for the address space
3048  *
3049  * Returns:     NULL on failure, vm_struct on success
3050  *
3051  * This function reserves a range of kernel address space, and
3052  * allocates pagetables to map that range.  No actual mappings
3053  * are created.
3054  *
3055  * If @ptes is non-NULL, pointers to the PTEs (in init_mm)
3056  * allocated for the VM area are returned.
3057  */
3058 struct vm_struct *alloc_vm_area(size_t size, pte_t **ptes)
3059 {
3060         struct vm_struct *area;
3061
3062         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
3063                                 __builtin_return_address(0));
3064         if (area == NULL)
3065                 return NULL;
3066
3067         /*
3068          * This ensures that page tables are constructed for this region
3069          * of kernel virtual address space and mapped into init_mm.
3070          */
3071         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
3072                                 size, f, ptes ? &ptes : NULL)) {
3073                 free_vm_area(area);
3074                 return NULL;
3075         }
3076
3077         return area;
3078 }
3079 EXPORT_SYMBOL_GPL(alloc_vm_area);
3080
3081 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
3082 {
3083         struct vm_struct *ret;
3084         ret = remove_vm_area(area->addr);
3085         BUG_ON(ret != area);
3086         kfree(area);
3087 }
3088 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
3089
3090 #ifdef CONFIG_SMP
3091 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
3092 {
3093         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
3094 }
3095
3096 /**
3097  * pvm_find_va_enclose_addr - find the vmap_area @addr belongs to
3098  * @addr: target address
3099  *
3100  * Returns: vmap_area if it is found. If there is no such area
3101  *   the first highest(reverse order) vmap_area is returned
3102  *   i.e. va->va_start < addr && va->va_end < addr or NULL
3103  *   if there are no any areas before @addr.
3104  */
3105 static struct vmap_area *
3106 pvm_find_va_enclose_addr(unsigned long addr)
3107 {
3108         struct vmap_area *va, *tmp;
3109         struct rb_node *n;
3110
3111         n = free_vmap_area_root.rb_node;
3112         va = NULL;
3113
3114         while (n) {
3115                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
3116                 if (tmp->va_start <= addr) {
3117                         va = tmp;
3118                         if (tmp->va_end >= addr)
3119                                 break;
3120
3121                         n = n->rb_right;
3122                 } else {
3123                         n = n->rb_left;
3124                 }
3125         }
3126
3127         return va;
3128 }
3129
3130 /**
3131  * pvm_determine_end_from_reverse - find the highest aligned address
3132  * of free block below VMALLOC_END
3133  * @va:
3134  *   in - the VA we start the search(reverse order);
3135  *   out - the VA with the highest aligned end address.
3136  *
3137  * Returns: determined end address within vmap_area
3138  */
3139 static unsigned long
3140 pvm_determine_end_from_reverse(struct vmap_area **va, unsigned long align)
3141 {
3142         unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3143         unsigned long addr;
3144
3145         if (likely(*va)) {
3146                 list_for_each_entry_from_reverse((*va),
3147                                 &free_vmap_area_list, list) {
3148                         addr = min((*va)->va_end & ~(align - 1), vmalloc_end);
3149                         if ((*va)->va_start < addr)
3150                                 return addr;
3151                 }
3152         }
3153
3154         return 0;
3155 }
3156
3157 /**
3158  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
3159  * @offsets: array containing offset of each area
3160  * @sizes: array containing size of each area
3161  * @nr_vms: the number of areas to allocate
3162  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
3163  *
3164  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
3165  *          vm_structs on success, %NULL on failure
3166  *
3167  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
3168  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
3169  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
3170  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
3171  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
3172  * areas are allocated from top.
3173  *
3174  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple. It
3175  * does everything top-down and scans free blocks from the end looking
3176  * for matching base. While scanning, if any of the areas do not fit the
3177  * base address is pulled down to fit the area. Scanning is repeated till
3178  * all the areas fit and then all necessary data structures are inserted
3179  * and the result is returned.
3180  */
3181 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
3182                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
3183                                      size_t align)
3184 {
3185         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
3186         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3187         struct vmap_area **vas, *va;
3188         struct vm_struct **vms;
3189         int area, area2, last_area, term_area;
3190         unsigned long base, start, size, end, last_end, orig_start, orig_end;
3191         bool purged = false;
3192         enum fit_type type;
3193
3194         /* verify parameters and allocate data structures */
3195         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
3196         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
3197                 start = offsets[area];
3198                 end = start + sizes[area];
3199
3200                 /* is everything aligned properly? */
3201                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
3202                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
3203
3204                 /* detect the area with the highest address */
3205                 if (start > offsets[last_area])
3206                         last_area = area;
3207
3208                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
3209                         unsigned long start2 = offsets[area2];
3210                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
3211
3212                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
3213                 }
3214         }
3215         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
3216
3217         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
3218                 WARN_ON(true);
3219                 return NULL;
3220         }
3221
3222         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
3223         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
3224         if (!vas || !vms)
3225                 goto err_free2;
3226
3227         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3228                 vas[area] = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3229                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
3230                 if (!vas[area] || !vms[area])
3231                         goto err_free;
3232         }
3233 retry:
3234         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
3235
3236         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
3237         area = term_area = last_area;
3238         start = offsets[area];
3239         end = start + sizes[area];
3240
3241         va = pvm_find_va_enclose_addr(vmalloc_end);
3242         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3243
3244         while (true) {
3245                 /*
3246                  * base might have underflowed, add last_end before
3247                  * comparing.
3248                  */
3249                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end)
3250                         goto overflow;
3251
3252                 /*
3253                  * Fitting base has not been found.
3254                  */
3255                 if (va == NULL)
3256                         goto overflow;
3257
3258                 /*
3259                  * If required width exceeds current VA block, move
3260                  * base downwards and then recheck.
3261                  */
3262                 if (base + end > va->va_end) {
3263                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3264                         term_area = area;
3265                         continue;
3266                 }
3267
3268                 /*
3269                  * If this VA does not fit, move base downwards and recheck.
3270                  */
3271                 if (base + start < va->va_start) {
3272                         va = node_to_va(rb_prev(&va->rb_node));
3273                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3274                         term_area = area;
3275                         continue;
3276                 }
3277
3278                 /*
3279                  * This area fits, move on to the previous one.  If
3280                  * the previous one is the terminal one, we're done.
3281                  */
3282                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
3283                 if (area == term_area)
3284                         break;
3285
3286                 start = offsets[area];
3287                 end = start + sizes[area];
3288                 va = pvm_find_va_enclose_addr(base + end);
3289         }
3290
3291         /* we've found a fitting base, insert all va's */
3292         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3293                 int ret;
3294
3295                 start = base + offsets[area];
3296                 size = sizes[area];
3297
3298                 va = pvm_find_va_enclose_addr(start);
3299                 if (WARN_ON_ONCE(va == NULL))
3300                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3301                         goto recovery;
3302
3303                 type = classify_va_fit_type(va, start, size);
3304                 if (WARN_ON_ONCE(type == NOTHING_FIT))
3305                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3306                         goto recovery;
3307
3308                 ret = adjust_va_to_fit_type(va, start, size, type);
3309                 if (unlikely(ret))
3310                         goto recovery;
3311
3312                 /* Allocated area. */
3313                 va = vas[area];
3314                 va->va_start = start;
3315                 va->va_end = start + size;
3316         }
3317
3318         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3319
3320         /* populate the kasan shadow space */
3321         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3322                 if (kasan_populate_vmalloc(vas[area]->va_start, sizes[area]))
3323                         goto err_free_shadow;
3324
3325                 kasan_unpoison_vmalloc((void *)vas[area]->va_start,
3326                                        sizes[area]);
3327         }
3328
3329         /* insert all vm's */
3330         spin_lock(&vmap_area_lock);
3331         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3332                 insert_vmap_area(vas[area], &vmap_area_root, &vmap_area_list);
3333
3334                 setup_vmalloc_vm_locked(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
3335                                  pcpu_get_vm_areas);
3336         }
3337         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3338
3339         kfree(vas);
3340         return vms;
3341
3342 recovery:
3343         /*
3344          * Remove previously allocated areas. There is no
3345          * need in removing these areas from the busy tree,
3346          * because they are inserted only on the final step
3347          * and when pcpu_get_vm_areas() is success.
3348          */
3349         while (area--) {
3350                 orig_start = vas[area]->va_start;
3351                 orig_end = vas[area]->va_end;
3352                 va = merge_or_add_vmap_area(vas[area], &free_vmap_area_root,
3353                                             &free_vmap_area_list);
3354                 if (va)
3355                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
3356                                 va->va_start, va->va_end);
3357                 vas[area] = NULL;
3358         }
3359
3360 overflow:
3361         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3362         if (!purged) {
3363                 purge_vmap_area_lazy();
3364                 purged = true;
3365
3366                 /* Before "retry", check if we recover. */
3367                 for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3368                         if (vas[area])
3369                                 continue;
3370
3371                         vas[area] = kmem_cache_zalloc(
3372                                 vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3373                         if (!vas[area])
3374                                 goto err_free;
3375                 }
3376
3377                 goto retry;
3378         }
3379
3380 err_free:
3381         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3382                 if (vas[area])
3383                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, vas[area]);
3384
3385                 kfree(vms[area]);
3386         }
3387 err_free2:
3388         kfree(vas);
3389         kfree(vms);
3390         return NULL;
3391
3392 err_free_shadow:
3393         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
3394         /*
3395          * We release all the vmalloc shadows, even the ones for regions that
3396          * hadn't been successfully added. This relies on kasan_release_vmalloc
3397          * being able to tolerate this case.
3398          */
3399         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3400                 orig_start = vas[area]->va_start;
3401                 orig_end = vas[area]->va_end;
3402                 va = merge_or_add_vmap_area(vas[area], &free_vmap_area_root,
3403                                             &free_vmap_area_list);
3404                 if (va)
3405                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
3406                                 va->va_start, va->va_end);
3407                 vas[area] = NULL;
3408                 kfree(vms[area]);
3409         }
3410         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3411         kfree(vas);
3412         kfree(vms);
3413         return NULL;
3414 }
3415
3416 /**
3417  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
3418  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
3419  * @nr_vms: the number of allocated areas
3420  *
3421  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
3422  */
3423 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
3424 {
3425         int i;
3426
3427         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
3428                 free_vm_area(vms[i]);
3429         kfree(vms);
3430 }
3431 #endif  /* CONFIG_SMP */
3432
3433 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3434 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3435         __acquires(&vmap_purge_lock)
3436         __acquires(&vmap_area_lock)
3437 {
3438         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
3439         spin_lock(&vmap_area_lock);
3440
3441         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
3442 }
3443
3444 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3445 {
3446         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
3447 }
3448
3449 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3450         __releases(&vmap_purge_lock)
3451         __releases(&vmap_area_lock)
3452 {
3453         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
3454         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3455 }
3456
3457 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
3458 {
3459         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
3460                 unsigned int nr, *counters = m->private;
3461
3462                 if (!counters)
3463                         return;
3464
3465                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
3466                         return;
3467                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
3468                 smp_rmb();
3469
3470                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
3471
3472                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr++)
3473                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])]++;
3474
3475                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
3476                         if (counters[nr])
3477                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
3478         }
3479 }
3480
3481 static void show_purge_info(struct seq_file *m)
3482 {
3483         struct llist_node *head;
3484         struct vmap_area *va;
3485
3486         head = READ_ONCE(vmap_purge_list.first);
3487         if (head == NULL)
3488                 return;
3489
3490         llist_for_each_entry(va, head, purge_list) {
3491                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld unpurged vm_area\n",
3492                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
3493                         va->va_end - va->va_start);
3494         }
3495 }
3496
3497 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3498 {
3499         struct vmap_area *va;
3500         struct vm_struct *v;
3501
3502         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
3503
3504         /*
3505          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !vm on behalf
3506          * of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
3507          */
3508         if (!va->vm) {
3509                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld vm_map_ram\n",
3510                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
3511                         va->va_end - va->va_start);
3512
3513                 return 0;
3514         }
3515
3516         v = va->vm;
3517
3518         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
3519                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
3520
3521         if (v->caller)
3522                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
3523
3524         if (v->nr_pages)
3525                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
3526
3527         if (v->phys_addr)
3528                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
3529
3530         if (v->flags & VM_IOREMAP)
3531                 seq_puts(m, " ioremap");
3532
3533         if (v->flags & VM_ALLOC)
3534                 seq_puts(m, " vmalloc");
3535
3536         if (v->flags & VM_MAP)
3537                 seq_puts(m, " vmap");
3538
3539         if (v->flags & VM_USERMAP)
3540                 seq_puts(m, " user");
3541
3542         if (v->flags & VM_DMA_COHERENT)
3543                 seq_puts(m, " dma-coherent");
3544
3545         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
3546                 seq_puts(m, " vpages");
3547
3548         show_numa_info(m, v);
3549         seq_putc(m, '\n');
3550
3551         /*
3552          * As a final step, dump "unpurged" areas. Note,
3553          * that entire "/proc/vmallocinfo" output will not
3554          * be address sorted, because the purge list is not
3555          * sorted.
3556          */
3557         if (list_is_last(&va->list, &vmap_area_list))
3558                 show_purge_info(m);
3559
3560         return 0;
3561 }
3562
3563 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
3564         .start = s_start,
3565         .next = s_next,
3566         .stop = s_stop,
3567         .show = s_show,
3568 };
3569
3570 static int __init proc_vmalloc_init(void)
3571 {
3572         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
3573                 proc_create_seq_private("vmallocinfo", 0400, NULL,
3574                                 &vmalloc_op,
3575                                 nr_node_ids * sizeof(unsigned int), NULL);
3576         else
3577                 proc_create_seq("vmallocinfo", 0400, NULL, &vmalloc_op);
3578         return 0;
3579 }
3580 module_init(proc_vmalloc_init);
3581
3582 #endif