mm/vmalloc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1993  Linus Torvalds
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *  SMP-safe vmalloc/vfree/ioremap, Tigran Aivazian <[email protected]>, May 2000
   6  *  Major rework to support vmap/vunmap, Christoph Hellwig, SGI, August 2002
   7  *  Numa awareness, Christoph Lameter, SGI, June 2005
   8  *  Improving global KVA allocator, Uladzislau Rezki, Sony, May 2019
   9  */
  10
  11 #include <linux/vmalloc.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/highmem.h>
  15 #include <linux/sched/signal.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/spinlock.h>
  18 #include <linux/interrupt.h>
  19 #include <linux/proc_fs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/set_memory.h>
  22 #include <linux/debugobjects.h>
  23 #include <linux/kallsyms.h>
  24 #include <linux/list.h>
  25 #include <linux/notifier.h>
  26 #include <linux/rbtree.h>
  27 #include <linux/xarray.h>
  28 #include <linux/io.h>
  29 #include <linux/rcupdate.h>
  30 #include <linux/pfn.h>
  31 #include <linux/kmemleak.h>
  32 #include <linux/atomic.h>
  33 #include <linux/compiler.h>
  34 #include <linux/memcontrol.h>
  35 #include <linux/llist.h>
  36 #include <linux/bitops.h>
  37 #include <linux/rbtree_augmented.h>
  38 #include <linux/overflow.h>
  39 #include <linux/pgtable.h>
  40 #include <linux/uaccess.h>
  41 #include <linux/hugetlb.h>
  42 #include <linux/sched/mm.h>
  43 #include <asm/tlbflush.h>
  44 #include <asm/shmparam.h>
  45
  46 #include "internal.h"
  47 #include "pgalloc-track.h"
  48
  49 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP
  50 static unsigned int __ro_after_init ioremap_max_page_shift = BITS_PER_LONG - 1;
  51
  52 static int __init set_nohugeiomap(char *str)
  53 {
  54         ioremap_max_page_shift = PAGE_SHIFT;
  55         return 0;
  56 }
  57 early_param("nohugeiomap", set_nohugeiomap);
  58 #else /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
  59 static const unsigned int ioremap_max_page_shift = PAGE_SHIFT;
  60 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMAP */
  61
  62 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC
  63 static bool __ro_after_init vmap_allow_huge = true;
  64
  65 static int __init set_nohugevmalloc(char *str)
  66 {
  67         vmap_allow_huge = false;
  68         return 0;
  69 }
  70 early_param("nohugevmalloc", set_nohugevmalloc);
  71 #else /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC */
  72 static const bool vmap_allow_huge = false;
  73 #endif  /* CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC */
  74
  75 bool is_vmalloc_addr(const void *x)
  76 {
  77         unsigned long addr = (unsigned long)kasan_reset_tag(x);
  78
  79         return addr >= VMALLOC_START && addr < VMALLOC_END;
  80 }
  81 EXPORT_SYMBOL(is_vmalloc_addr);
  82
  83 struct vfree_deferred {
  84         struct llist_head list;
  85         struct work_struct wq;
  86 };
  87 static DEFINE_PER_CPU(struct vfree_deferred, vfree_deferred);
  88
  89 static void __vunmap(const void *, int);
  90
  91 static void free_work(struct work_struct *w)
  92 {
  93         struct vfree_deferred *p = container_of(w, struct vfree_deferred, wq);
  94         struct llist_node *t, *llnode;
  95
  96         llist_for_each_safe(llnode, t, llist_del_all(&p->list))
  97                 __vunmap((void *)llnode, 1);
  98 }
  99
 100 /*** Page table manipulation functions ***/
 101 static int vmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 102                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 103                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 104 {
 105         pte_t *pte;
 106         u64 pfn;
 107         unsigned long size = PAGE_SIZE;
 108
 109         pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
 110         pte = pte_alloc_kernel_track(pmd, addr, mask);
 111         if (!pte)
 112                 return -ENOMEM;
 113         do {
 114                 BUG_ON(!pte_none(*pte));
 115
 116 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 117                 size = arch_vmap_pte_range_map_size(addr, end, pfn, max_page_shift);
 118                 if (size != PAGE_SIZE) {
 119                         pte_t entry = pfn_pte(pfn, prot);
 120
 121                         entry = arch_make_huge_pte(entry, ilog2(size), 0);
 122                         set_huge_pte_at(&init_mm, addr, pte, entry);
 123                         pfn += PFN_DOWN(size);
 124                         continue;
 125                 }
 126 #endif
 127                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, pfn_pte(pfn, prot));
 128                 pfn++;
 129         } while (pte += PFN_DOWN(size), addr += size, addr != end);
 130         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
 131         return 0;
 132 }
 133
 134 static int vmap_try_huge_pmd(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 135                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 136                         unsigned int max_page_shift)
 137 {
 138         if (max_page_shift < PMD_SHIFT)
 139                 return 0;
 140
 141         if (!arch_vmap_pmd_supported(prot))
 142                 return 0;
 143
 144         if ((end - addr) != PMD_SIZE)
 145                 return 0;
 146
 147         if (!IS_ALIGNED(addr, PMD_SIZE))
 148                 return 0;
 149
 150         if (!IS_ALIGNED(phys_addr, PMD_SIZE))
 151                 return 0;
 152
 153         if (pmd_present(*pmd) && !pmd_free_pte_page(pmd, addr))
 154                 return 0;
 155
 156         return pmd_set_huge(pmd, phys_addr, prot);
 157 }
 158
 159 static int vmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 160                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 161                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 162 {
 163         pmd_t *pmd;
 164         unsigned long next;
 165
 166         pmd = pmd_alloc_track(&init_mm, pud, addr, mask);
 167         if (!pmd)
 168                 return -ENOMEM;
 169         do {
 170                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 171
 172                 if (vmap_try_huge_pmd(pmd, addr, next, phys_addr, prot,
 173                                         max_page_shift)) {
 174                         *mask |= PGTBL_PMD_MODIFIED;
 175                         continue;
 176                 }
 177
 178                 if (vmap_pte_range(pmd, addr, next, phys_addr, prot, max_page_shift, mask))
 179                         return -ENOMEM;
 180         } while (pmd++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 181         return 0;
 182 }
 183
 184 static int vmap_try_huge_pud(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 185                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 186                         unsigned int max_page_shift)
 187 {
 188         if (max_page_shift < PUD_SHIFT)
 189                 return 0;
 190
 191         if (!arch_vmap_pud_supported(prot))
 192                 return 0;
 193
 194         if ((end - addr) != PUD_SIZE)
 195                 return 0;
 196
 197         if (!IS_ALIGNED(addr, PUD_SIZE))
 198                 return 0;
 199
 200         if (!IS_ALIGNED(phys_addr, PUD_SIZE))
 201                 return 0;
 202
 203         if (pud_present(*pud) && !pud_free_pmd_page(pud, addr))
 204                 return 0;
 205
 206         return pud_set_huge(pud, phys_addr, prot);
 207 }
 208
 209 static int vmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
 210                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 211                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 212 {
 213         pud_t *pud;
 214         unsigned long next;
 215
 216         pud = pud_alloc_track(&init_mm, p4d, addr, mask);
 217         if (!pud)
 218                 return -ENOMEM;
 219         do {
 220                 next = pud_addr_end(addr, end);
 221
 222                 if (vmap_try_huge_pud(pud, addr, next, phys_addr, prot,
 223                                         max_page_shift)) {
 224                         *mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
 225                         continue;
 226                 }
 227
 228                 if (vmap_pmd_range(pud, addr, next, phys_addr, prot,
 229                                         max_page_shift, mask))
 230                         return -ENOMEM;
 231         } while (pud++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 static int vmap_try_huge_p4d(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
 236                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 237                         unsigned int max_page_shift)
 238 {
 239         if (max_page_shift < P4D_SHIFT)
 240                 return 0;
 241
 242         if (!arch_vmap_p4d_supported(prot))
 243                 return 0;
 244
 245         if ((end - addr) != P4D_SIZE)
 246                 return 0;
 247
 248         if (!IS_ALIGNED(addr, P4D_SIZE))
 249                 return 0;
 250
 251         if (!IS_ALIGNED(phys_addr, P4D_SIZE))
 252                 return 0;
 253
 254         if (p4d_present(*p4d) && !p4d_free_pud_page(p4d, addr))
 255                 return 0;
 256
 257         return p4d_set_huge(p4d, phys_addr, prot);
 258 }
 259
 260 static int vmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
 261                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 262                         unsigned int max_page_shift, pgtbl_mod_mask *mask)
 263 {
 264         p4d_t *p4d;
 265         unsigned long next;
 266
 267         p4d = p4d_alloc_track(&init_mm, pgd, addr, mask);
 268         if (!p4d)
 269                 return -ENOMEM;
 270         do {
 271                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 272
 273                 if (vmap_try_huge_p4d(p4d, addr, next, phys_addr, prot,
 274                                         max_page_shift)) {
 275                         *mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
 276                         continue;
 277                 }
 278
 279                 if (vmap_pud_range(p4d, addr, next, phys_addr, prot,
 280                                         max_page_shift, mask))
 281                         return -ENOMEM;
 282         } while (p4d++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 static int vmap_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
 287                         phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot,
 288                         unsigned int max_page_shift)
 289 {
 290         pgd_t *pgd;
 291         unsigned long start;
 292         unsigned long next;
 293         int err;
 294         pgtbl_mod_mask mask = 0;
 295
 296         might_sleep();
 297         BUG_ON(addr >= end);
 298
 299         start = addr;
 300         pgd = pgd_offset_k(addr);
 301         do {
 302                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 303                 err = vmap_p4d_range(pgd, addr, next, phys_addr, prot,
 304                                         max_page_shift, &mask);
 305                 if (err)
 306                         break;
 307         } while (pgd++, phys_addr += (next - addr), addr = next, addr != end);
 308
 309         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
 310                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
 311
 312         return err;
 313 }
 314
 315 int ioremap_page_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 316                 phys_addr_t phys_addr, pgprot_t prot)
 317 {
 318         int err;
 319
 320         err = vmap_range_noflush(addr, end, phys_addr, pgprot_nx(prot),
 321                                  ioremap_max_page_shift);
 322         flush_cache_vmap(addr, end);
 323         return err;
 324 }
 325
 326 static void vunmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 327                              pgtbl_mod_mask *mask)
 328 {
 329         pte_t *pte;
 330
 331         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 332         do {
 333                 pte_t ptent = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, pte);
 334                 WARN_ON(!pte_none(ptent) && !pte_present(ptent));
 335         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 336         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
 337 }
 338
 339 static void vunmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 340                              pgtbl_mod_mask *mask)
 341 {
 342         pmd_t *pmd;
 343         unsigned long next;
 344         int cleared;
 345
 346         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 347         do {
 348                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 349
 350                 cleared = pmd_clear_huge(pmd);
 351                 if (cleared || pmd_bad(*pmd))
 352                         *mask |= PGTBL_PMD_MODIFIED;
 353
 354                 if (cleared)
 355                         continue;
 356                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
 357                         continue;
 358                 vunmap_pte_range(pmd, addr, next, mask);
 359
 360                 cond_resched();
 361         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 362 }
 363
 364 static void vunmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
 365                              pgtbl_mod_mask *mask)
 366 {
 367         pud_t *pud;
 368         unsigned long next;
 369         int cleared;
 370
 371         pud = pud_offset(p4d, addr);
 372         do {
 373                 next = pud_addr_end(addr, end);
 374
 375                 cleared = pud_clear_huge(pud);
 376                 if (cleared || pud_bad(*pud))
 377                         *mask |= PGTBL_PUD_MODIFIED;
 378
 379                 if (cleared)
 380                         continue;
 381                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 382                         continue;
 383                 vunmap_pmd_range(pud, addr, next, mask);
 384         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 385 }
 386
 387 static void vunmap_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
 388                              pgtbl_mod_mask *mask)
 389 {
 390         p4d_t *p4d;
 391         unsigned long next;
 392
 393         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 394         do {
 395                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 396
 397                 p4d_clear_huge(p4d);
 398                 if (p4d_bad(*p4d))
 399                         *mask |= PGTBL_P4D_MODIFIED;
 400
 401                 if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
 402                         continue;
 403                 vunmap_pud_range(p4d, addr, next, mask);
 404         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 405 }
 406
 407 /*
 408  * vunmap_range_noflush is similar to vunmap_range, but does not
 409  * flush caches or TLBs.
 410  *
 411  * The caller is responsible for calling flush_cache_vmap() before calling
 412  * this function, and flush_tlb_kernel_range after it has returned
 413  * successfully (and before the addresses are expected to cause a page fault
 414  * or be re-mapped for something else, if TLB flushes are being delayed or
 415  * coalesced).
 416  *
 417  * This is an internal function only. Do not use outside mm/.
 418  */
 419 void vunmap_range_noflush(unsigned long start, unsigned long end)
 420 {
 421         unsigned long next;
 422         pgd_t *pgd;
 423         unsigned long addr = start;
 424         pgtbl_mod_mask mask = 0;
 425
 426         BUG_ON(addr >= end);
 427         pgd = pgd_offset_k(addr);
 428         do {
 429                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 430                 if (pgd_bad(*pgd))
 431                         mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
 432                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 433                         continue;
 434                 vunmap_p4d_range(pgd, addr, next, &mask);
 435         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 436
 437         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
 438                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
 439 }
 440
 441 /**
 442  * vunmap_range - unmap kernel virtual addresses
 443  * @addr: start of the VM area to unmap
 444  * @end: end of the VM area to unmap (non-inclusive)
 445  *
 446  * Clears any present PTEs in the virtual address range, flushes TLBs and
 447  * caches. Any subsequent access to the address before it has been re-mapped
 448  * is a kernel bug.
 449  */
 450 void vunmap_range(unsigned long addr, unsigned long end)
 451 {
 452         flush_cache_vunmap(addr, end);
 453         vunmap_range_noflush(addr, end);
 454         flush_tlb_kernel_range(addr, end);
 455 }
 456
 457 static int vmap_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 458                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 459                 pgtbl_mod_mask *mask)
 460 {
 461         pte_t *pte;
 462
 463         /*
 464          * nr is a running index into the array which helps higher level
 465          * callers keep track of where we're up to.
 466          */
 467
 468         pte = pte_alloc_kernel_track(pmd, addr, mask);
 469         if (!pte)
 470                 return -ENOMEM;
 471         do {
 472                 struct page *page = pages[*nr];
 473
 474                 if (WARN_ON(!pte_none(*pte)))
 475                         return -EBUSY;
 476                 if (WARN_ON(!page))
 477                         return -ENOMEM;
 478                 if (WARN_ON(!pfn_valid(page_to_pfn(page))))
 479                         return -EINVAL;
 480
 481                 set_pte_at(&init_mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 482                 (*nr)++;
 483         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 484         *mask |= PGTBL_PTE_MODIFIED;
 485         return 0;
 486 }
 487
 488 static int vmap_pages_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
 489                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 490                 pgtbl_mod_mask *mask)
 491 {
 492         pmd_t *pmd;
 493         unsigned long next;
 494
 495         pmd = pmd_alloc_track(&init_mm, pud, addr, mask);
 496         if (!pmd)
 497                 return -ENOMEM;
 498         do {
 499                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 500                 if (vmap_pages_pte_range(pmd, addr, next, prot, pages, nr, mask))
 501                         return -ENOMEM;
 502         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 503         return 0;
 504 }
 505
 506 static int vmap_pages_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
 507                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 508                 pgtbl_mod_mask *mask)
 509 {
 510         pud_t *pud;
 511         unsigned long next;
 512
 513         pud = pud_alloc_track(&init_mm, p4d, addr, mask);
 514         if (!pud)
 515                 return -ENOMEM;
 516         do {
 517                 next = pud_addr_end(addr, end);
 518                 if (vmap_pages_pmd_range(pud, addr, next, prot, pages, nr, mask))
 519                         return -ENOMEM;
 520         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 521         return 0;
 522 }
 523
 524 static int vmap_pages_p4d_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 525                 unsigned long end, pgprot_t prot, struct page **pages, int *nr,
 526                 pgtbl_mod_mask *mask)
 527 {
 528         p4d_t *p4d;
 529         unsigned long next;
 530
 531         p4d = p4d_alloc_track(&init_mm, pgd, addr, mask);
 532         if (!p4d)
 533                 return -ENOMEM;
 534         do {
 535                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 536                 if (vmap_pages_pud_range(p4d, addr, next, prot, pages, nr, mask))
 537                         return -ENOMEM;
 538         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
 539         return 0;
 540 }
 541
 542 static int vmap_small_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
 543                 pgprot_t prot, struct page **pages)
 544 {
 545         unsigned long start = addr;
 546         pgd_t *pgd;
 547         unsigned long next;
 548         int err = 0;
 549         int nr = 0;
 550         pgtbl_mod_mask mask = 0;
 551
 552         BUG_ON(addr >= end);
 553         pgd = pgd_offset_k(addr);
 554         do {
 555                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 556                 if (pgd_bad(*pgd))
 557                         mask |= PGTBL_PGD_MODIFIED;
 558                 err = vmap_pages_p4d_range(pgd, addr, next, prot, pages, &nr, &mask);
 559                 if (err)
 560                         return err;
 561         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 562
 563         if (mask & ARCH_PAGE_TABLE_SYNC_MASK)
 564                 arch_sync_kernel_mappings(start, end);
 565
 566         return 0;
 567 }
 568
 569 /*
 570  * vmap_pages_range_noflush is similar to vmap_pages_range, but does not
 571  * flush caches.
 572  *
 573  * The caller is responsible for calling flush_cache_vmap() after this
 574  * function returns successfully and before the addresses are accessed.
 575  *
 576  * This is an internal function only. Do not use outside mm/.
 577  */
 578 int vmap_pages_range_noflush(unsigned long addr, unsigned long end,
 579                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
 580 {
 581         unsigned int i, nr = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
 582
 583         WARN_ON(page_shift < PAGE_SHIFT);
 584
 585         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC) ||
 586                         page_shift == PAGE_SHIFT)
 587                 return vmap_small_pages_range_noflush(addr, end, prot, pages);
 588
 589         for (i = 0; i < nr; i += 1U << (page_shift - PAGE_SHIFT)) {
 590                 int err;
 591
 592                 err = vmap_range_noflush(addr, addr + (1UL << page_shift),
 593                                         page_to_phys(pages[i]), prot,
 594                                         page_shift);
 595                 if (err)
 596                         return err;
 597
 598                 addr += 1UL << page_shift;
 599         }
 600
 601         return 0;
 602 }
 603
 604 /**
 605  * vmap_pages_range - map pages to a kernel virtual address
 606  * @addr: start of the VM area to map
 607  * @end: end of the VM area to map (non-inclusive)
 608  * @prot: page protection flags to use
 609  * @pages: pages to map (always PAGE_SIZE pages)
 610  * @page_shift: maximum shift that the pages may be mapped with, @pages must
 611  * be aligned and contiguous up to at least this shift.
 612  *
 613  * RETURNS:
 614  * 0 on success, -errno on failure.
 615  */
 616 static int vmap_pages_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 617                 pgprot_t prot, struct page **pages, unsigned int page_shift)
 618 {
 619         int err;
 620
 621         err = vmap_pages_range_noflush(addr, end, prot, pages, page_shift);
 622         flush_cache_vmap(addr, end);
 623         return err;
 624 }
 625
 626 int is_vmalloc_or_module_addr(const void *x)
 627 {
 628         /*
 629          * ARM, x86-64 and sparc64 put modules in a special place,
 630          * and fall back on vmalloc() if that fails. Others
 631          * just put it in the vmalloc space.
 632          */
 633 #if defined(CONFIG_MODULES) && defined(MODULES_VADDR)
 634         unsigned long addr = (unsigned long)kasan_reset_tag(x);
 635         if (addr >= MODULES_VADDR && addr < MODULES_END)
 636                 return 1;
 637 #endif
 638         return is_vmalloc_addr(x);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Walk a vmap address to the struct page it maps. Huge vmap mappings will
 643  * return the tail page that corresponds to the base page address, which
 644  * matches small vmap mappings.
 645  */
 646 struct page *vmalloc_to_page(const void *vmalloc_addr)
 647 {
 648         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
 649         struct page *page = NULL;
 650         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 651         p4d_t *p4d;
 652         pud_t *pud;
 653         pmd_t *pmd;
 654         pte_t *ptep, pte;
 655
 656         /*
 657          * XXX we might need to change this if we add VIRTUAL_BUG_ON for
 658          * architectures that do not vmalloc module space
 659          */
 660         VIRTUAL_BUG_ON(!is_vmalloc_or_module_addr(vmalloc_addr));
 661
 662         if (pgd_none(*pgd))
 663                 return NULL;
 664         if (WARN_ON_ONCE(pgd_leaf(*pgd)))
 665                 return NULL; /* XXX: no allowance for huge pgd */
 666         if (WARN_ON_ONCE(pgd_bad(*pgd)))
 667                 return NULL;
 668
 669         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 670         if (p4d_none(*p4d))
 671                 return NULL;
 672         if (p4d_leaf(*p4d))
 673                 return p4d_page(*p4d) + ((addr & ~P4D_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 674         if (WARN_ON_ONCE(p4d_bad(*p4d)))
 675                 return NULL;
 676
 677         pud = pud_offset(p4d, addr);
 678         if (pud_none(*pud))
 679                 return NULL;
 680         if (pud_leaf(*pud))
 681                 return pud_page(*pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 682         if (WARN_ON_ONCE(pud_bad(*pud)))
 683                 return NULL;
 684
 685         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 686         if (pmd_none(*pmd))
 687                 return NULL;
 688         if (pmd_leaf(*pmd))
 689                 return pmd_page(*pmd) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
 690         if (WARN_ON_ONCE(pmd_bad(*pmd)))
 691                 return NULL;
 692
 693         ptep = pte_offset_map(pmd, addr);
 694         pte = *ptep;
 695         if (pte_present(pte))
 696                 page = pte_page(pte);
 697         pte_unmap(ptep);
 698
 699         return page;
 700 }
 701 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_page);
 702
 703 /*
 704  * Map a vmalloc()-space virtual address to the physical page frame number.
 705  */
 706 unsigned long vmalloc_to_pfn(const void *vmalloc_addr)
 707 {
 708         return page_to_pfn(vmalloc_to_page(vmalloc_addr));
 709 }
 710 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_to_pfn);
 711
 712
 713 /*** Global kva allocator ***/
 714
 715 #define DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK 0
 716 #define DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK 0
 717
 718
 719 static DEFINE_SPINLOCK(vmap_area_lock);
 720 static DEFINE_SPINLOCK(free_vmap_area_lock);
 721 /* Export for kexec only */
 722 LIST_HEAD(vmap_area_list);
 723 static struct rb_root vmap_area_root = RB_ROOT;
 724 static bool vmap_initialized __read_mostly;
 725
 726 static struct rb_root purge_vmap_area_root = RB_ROOT;
 727 static LIST_HEAD(purge_vmap_area_list);
 728 static DEFINE_SPINLOCK(purge_vmap_area_lock);
 729
 730 /*
 731  * This kmem_cache is used for vmap_area objects. Instead of
 732  * allocating from slab we reuse an object from this cache to
 733  * make things faster. Especially in "no edge" splitting of
 734  * free block.
 735  */
 736 static struct kmem_cache *vmap_area_cachep;
 737
 738 /*
 739  * This linked list is used in pair with free_vmap_area_root.
 740  * It gives O(1) access to prev/next to perform fast coalescing.
 741  */
 742 static LIST_HEAD(free_vmap_area_list);
 743
 744 /*
 745  * This augment red-black tree represents the free vmap space.
 746  * All vmap_area objects in this tree are sorted by va->va_start
 747  * address. It is used for allocation and merging when a vmap
 748  * object is released.
 749  *
 750  * Each vmap_area node contains a maximum available free block
 751  * of its sub-tree, right or left. Therefore it is possible to
 752  * find a lowest match of free area.
 753  */
 754 static struct rb_root free_vmap_area_root = RB_ROOT;
 755
 756 /*
 757  * Preload a CPU with one object for "no edge" split case. The
 758  * aim is to get rid of allocations from the atomic context, thus
 759  * to use more permissive allocation masks.
 760  */
 761 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_area *, ne_fit_preload_node);
 762
 763 static __always_inline unsigned long
 764 va_size(struct vmap_area *va)
 765 {
 766         return (va->va_end - va->va_start);
 767 }
 768
 769 static __always_inline unsigned long
 770 get_subtree_max_size(struct rb_node *node)
 771 {
 772         struct vmap_area *va;
 773
 774         va = rb_entry_safe(node, struct vmap_area, rb_node);
 775         return va ? va->subtree_max_size : 0;
 776 }
 777
 778 RB_DECLARE_CALLBACKS_MAX(static, free_vmap_area_rb_augment_cb,
 779         struct vmap_area, rb_node, unsigned long, subtree_max_size, va_size)
 780
 781 static void purge_vmap_area_lazy(void);
 782 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(vmap_notify_list);
 783 static void drain_vmap_area_work(struct work_struct *work);
 784 static DECLARE_WORK(drain_vmap_work, drain_vmap_area_work);
 785
 786 static atomic_long_t nr_vmalloc_pages;
 787
 788 unsigned long vmalloc_nr_pages(void)
 789 {
 790         return atomic_long_read(&nr_vmalloc_pages);
 791 }
 792
 793 /* Look up the first VA which satisfies addr < va_end, NULL if none. */
 794 static struct vmap_area *find_vmap_area_exceed_addr(unsigned long addr)
 795 {
 796         struct vmap_area *va = NULL;
 797         struct rb_node *n = vmap_area_root.rb_node;
 798
 799         addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)addr);
 800
 801         while (n) {
 802                 struct vmap_area *tmp;
 803
 804                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 805                 if (tmp->va_end > addr) {
 806                         va = tmp;
 807                         if (tmp->va_start <= addr)
 808                                 break;
 809
 810                         n = n->rb_left;
 811                 } else
 812                         n = n->rb_right;
 813         }
 814
 815         return va;
 816 }
 817
 818 static struct vmap_area *__find_vmap_area(unsigned long addr, struct rb_root *root)
 819 {
 820         struct rb_node *n = root->rb_node;
 821
 822         addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)addr);
 823
 824         while (n) {
 825                 struct vmap_area *va;
 826
 827                 va = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
 828                 if (addr < va->va_start)
 829                         n = n->rb_left;
 830                 else if (addr >= va->va_end)
 831                         n = n->rb_right;
 832                 else
 833                         return va;
 834         }
 835
 836         return NULL;
 837 }
 838
 839 /*
 840  * This function returns back addresses of parent node
 841  * and its left or right link for further processing.
 842  *
 843  * Otherwise NULL is returned. In that case all further
 844  * steps regarding inserting of conflicting overlap range
 845  * have to be declined and actually considered as a bug.
 846  */
 847 static __always_inline struct rb_node **
 848 find_va_links(struct vmap_area *va,
 849         struct rb_root *root, struct rb_node *from,
 850         struct rb_node **parent)
 851 {
 852         struct vmap_area *tmp_va;
 853         struct rb_node **link;
 854
 855         if (root) {
 856                 link = &root->rb_node;
 857                 if (unlikely(!*link)) {
 858                         *parent = NULL;
 859                         return link;
 860                 }
 861         } else {
 862                 link = &from;
 863         }
 864
 865         /*
 866          * Go to the bottom of the tree. When we hit the last point
 867          * we end up with parent rb_node and correct direction, i name
 868          * it link, where the new va->rb_node will be attached to.
 869          */
 870         do {
 871                 tmp_va = rb_entry(*link, struct vmap_area, rb_node);
 872
 873                 /*
 874                  * During the traversal we also do some sanity check.
 875                  * Trigger the BUG() if there are sides(left/right)
 876                  * or full overlaps.
 877                  */
 878                 if (va->va_end <= tmp_va->va_start)
 879                         link = &(*link)->rb_left;
 880                 else if (va->va_start >= tmp_va->va_end)
 881                         link = &(*link)->rb_right;
 882                 else {
 883                         WARN(1, "vmalloc bug: 0x%lx-0x%lx overlaps with 0x%lx-0x%lx\n",
 884                                 va->va_start, va->va_end, tmp_va->va_start, tmp_va->va_end);
 885
 886                         return NULL;
 887                 }
 888         } while (*link);
 889
 890         *parent = &tmp_va->rb_node;
 891         return link;
 892 }
 893
 894 static __always_inline struct list_head *
 895 get_va_next_sibling(struct rb_node *parent, struct rb_node **link)
 896 {
 897         struct list_head *list;
 898
 899         if (unlikely(!parent))
 900                 /*
 901                  * The red-black tree where we try to find VA neighbors
 902                  * before merging or inserting is empty, i.e. it means
 903                  * there is no free vmap space. Normally it does not
 904                  * happen but we handle this case anyway.
 905                  */
 906                 return NULL;
 907
 908         list = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
 909         return (&parent->rb_right == link ? list->next : list);
 910 }
 911
 912 static __always_inline void
 913 __link_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
 914         struct rb_node *parent, struct rb_node **link,
 915         struct list_head *head, bool augment)
 916 {
 917         /*
 918          * VA is still not in the list, but we can
 919          * identify its future previous list_head node.
 920          */
 921         if (likely(parent)) {
 922                 head = &rb_entry(parent, struct vmap_area, rb_node)->list;
 923                 if (&parent->rb_right != link)
 924                         head = head->prev;
 925         }
 926
 927         /* Insert to the rb-tree */
 928         rb_link_node(&va->rb_node, parent, link);
 929         if (augment) {
 930                 /*
 931                  * Some explanation here. Just perform simple insertion
 932                  * to the tree. We do not set va->subtree_max_size to
 933                  * its current size before calling rb_insert_augmented().
 934                  * It is because we populate the tree from the bottom
 935                  * to parent levels when the node _is_ in the tree.
 936                  *
 937                  * Therefore we set subtree_max_size to zero after insertion,
 938                  * to let __augment_tree_propagate_from() puts everything to
 939                  * the correct order later on.
 940                  */
 941                 rb_insert_augmented(&va->rb_node,
 942                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
 943                 va->subtree_max_size = 0;
 944         } else {
 945                 rb_insert_color(&va->rb_node, root);
 946         }
 947
 948         /* Address-sort this list */
 949         list_add(&va->list, head);
 950 }
 951
 952 static __always_inline void
 953 link_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
 954         struct rb_node *parent, struct rb_node **link,
 955         struct list_head *head)
 956 {
 957         __link_va(va, root, parent, link, head, false);
 958 }
 959
 960 static __always_inline void
 961 link_va_augment(struct vmap_area *va, struct rb_root *root,
 962         struct rb_node *parent, struct rb_node **link,
 963         struct list_head *head)
 964 {
 965         __link_va(va, root, parent, link, head, true);
 966 }
 967
 968 static __always_inline void
 969 __unlink_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root, bool augment)
 970 {
 971         if (WARN_ON(RB_EMPTY_NODE(&va->rb_node)))
 972                 return;
 973
 974         if (augment)
 975                 rb_erase_augmented(&va->rb_node,
 976                         root, &free_vmap_area_rb_augment_cb);
 977         else
 978                 rb_erase(&va->rb_node, root);
 979
 980         list_del_init(&va->list);
 981         RB_CLEAR_NODE(&va->rb_node);
 982 }
 983
 984 static __always_inline void
 985 unlink_va(struct vmap_area *va, struct rb_root *root)
 986 {
 987         __unlink_va(va, root, false);
 988 }
 989
 990 static __always_inline void
 991 unlink_va_augment(struct vmap_area *va, struct rb_root *root)
 992 {
 993         __unlink_va(va, root, true);
 994 }
 995
 996 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
 997 /*
 998  * Gets called when remove the node and rotate.
 999  */
1000 static __always_inline unsigned long
1001 compute_subtree_max_size(struct vmap_area *va)
1002 {
1003         return max3(va_size(va),
1004                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_left),
1005                 get_subtree_max_size(va->rb_node.rb_right));
1006 }
1007
1008 static void
1009 augment_tree_propagate_check(void)
1010 {
1011         struct vmap_area *va;
1012         unsigned long computed_size;
1013
1014         list_for_each_entry(va, &free_vmap_area_list, list) {
1015                 computed_size = compute_subtree_max_size(va);
1016                 if (computed_size != va->subtree_max_size)
1017                         pr_emerg("tree is corrupted: %lu, %lu\n",
1018                                 va_size(va), va->subtree_max_size);
1019         }
1020 }
1021 #endif
1022
1023 /*
1024  * This function populates subtree_max_size from bottom to upper
1025  * levels starting from VA point. The propagation must be done
1026  * when VA size is modified by changing its va_start/va_end. Or
1027  * in case of newly inserting of VA to the tree.
1028  *
1029  * It means that __augment_tree_propagate_from() must be called:
1030  * - After VA has been inserted to the tree(free path);
1031  * - After VA has been shrunk(allocation path);
1032  * - After VA has been increased(merging path).
1033  *
1034  * Please note that, it does not mean that upper parent nodes
1035  * and their subtree_max_size are recalculated all the time up
1036  * to the root node.
1037  *
1038  *       4--8
1039  *        /\
1040  *       /  \
1041  *      /    \
1042  *    2--2  8--8
1043  *
1044  * For example if we modify the node 4, shrinking it to 2, then
1045  * no any modification is required. If we shrink the node 2 to 1
1046  * its subtree_max_size is updated only, and set to 1. If we shrink
1047  * the node 8 to 6, then its subtree_max_size is set to 6 and parent
1048  * node becomes 4--6.
1049  */
1050 static __always_inline void
1051 augment_tree_propagate_from(struct vmap_area *va)
1052 {
1053         /*
1054          * Populate the tree from bottom towards the root until
1055          * the calculated maximum available size of checked node
1056          * is equal to its current one.
1057          */
1058         free_vmap_area_rb_augment_cb_propagate(&va->rb_node, NULL);
1059
1060 #if DEBUG_AUGMENT_PROPAGATE_CHECK
1061         augment_tree_propagate_check();
1062 #endif
1063 }
1064
1065 static void
1066 insert_vmap_area(struct vmap_area *va,
1067         struct rb_root *root, struct list_head *head)
1068 {
1069         struct rb_node **link;
1070         struct rb_node *parent;
1071
1072         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
1073         if (link)
1074                 link_va(va, root, parent, link, head);
1075 }
1076
1077 static void
1078 insert_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
1079         struct rb_node *from, struct rb_root *root,
1080         struct list_head *head)
1081 {
1082         struct rb_node **link;
1083         struct rb_node *parent;
1084
1085         if (from)
1086                 link = find_va_links(va, NULL, from, &parent);
1087         else
1088                 link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
1089
1090         if (link) {
1091                 link_va_augment(va, root, parent, link, head);
1092                 augment_tree_propagate_from(va);
1093         }
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Merge de-allocated chunk of VA memory with previous
1098  * and next free blocks. If coalesce is not done a new
1099  * free area is inserted. If VA has been merged, it is
1100  * freed.
1101  *
1102  * Please note, it can return NULL in case of overlap
1103  * ranges, followed by WARN() report. Despite it is a
1104  * buggy behaviour, a system can be alive and keep
1105  * ongoing.
1106  */
1107 static __always_inline struct vmap_area *
1108 __merge_or_add_vmap_area(struct vmap_area *va,
1109         struct rb_root *root, struct list_head *head, bool augment)
1110 {
1111         struct vmap_area *sibling;
1112         struct list_head *next;
1113         struct rb_node **link;
1114         struct rb_node *parent;
1115         bool merged = false;
1116
1117         /*
1118          * Find a place in the tree where VA potentially will be
1119          * inserted, unless it is merged with its sibling/siblings.
1120          */
1121         link = find_va_links(va, root, NULL, &parent);
1122         if (!link)
1123                 return NULL;
1124
1125         /*
1126          * Get next node of VA to check if merging can be done.
1127          */
1128         next = get_va_next_sibling(parent, link);
1129         if (unlikely(next == NULL))
1130                 goto insert;
1131
1132         /*
1133          * start            end
1134          * |                |
1135          * |<------VA------>|<-----Next----->|
1136          *                  |                |
1137          *                  start            end
1138          */
1139         if (next != head) {
1140                 sibling = list_entry(next, struct vmap_area, list);
1141                 if (sibling->va_start == va->va_end) {
1142                         sibling->va_start = va->va_start;
1143
1144                         /* Free vmap_area object. */
1145                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1146
1147                         /* Point to the new merged area. */
1148                         va = sibling;
1149                         merged = true;
1150                 }
1151         }
1152
1153         /*
1154          * start            end
1155          * |                |
1156          * |<-----Prev----->|<------VA------>|
1157          *                  |                |
1158          *                  start            end
1159          */
1160         if (next->prev != head) {
1161                 sibling = list_entry(next->prev, struct vmap_area, list);
1162                 if (sibling->va_end == va->va_start) {
1163                         /*
1164                          * If both neighbors are coalesced, it is important
1165                          * to unlink the "next" node first, followed by merging
1166                          * with "previous" one. Otherwise the tree might not be
1167                          * fully populated if a sibling's augmented value is
1168                          * "normalized" because of rotation operations.
1169                          */
1170                         if (merged)
1171                                 __unlink_va(va, root, augment);
1172
1173                         sibling->va_end = va->va_end;
1174
1175                         /* Free vmap_area object. */
1176                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1177
1178                         /* Point to the new merged area. */
1179                         va = sibling;
1180                         merged = true;
1181                 }
1182         }
1183
1184 insert:
1185         if (!merged)
1186                 __link_va(va, root, parent, link, head, augment);
1187
1188         return va;
1189 }
1190
1191 static __always_inline struct vmap_area *
1192 merge_or_add_vmap_area(struct vmap_area *va,
1193         struct rb_root *root, struct list_head *head)
1194 {
1195         return __merge_or_add_vmap_area(va, root, head, false);
1196 }
1197
1198 static __always_inline struct vmap_area *
1199 merge_or_add_vmap_area_augment(struct vmap_area *va,
1200         struct rb_root *root, struct list_head *head)
1201 {
1202         va = __merge_or_add_vmap_area(va, root, head, true);
1203         if (va)
1204                 augment_tree_propagate_from(va);
1205
1206         return va;
1207 }
1208
1209 static __always_inline bool
1210 is_within_this_va(struct vmap_area *va, unsigned long size,
1211         unsigned long align, unsigned long vstart)
1212 {
1213         unsigned long nva_start_addr;
1214
1215         if (va->va_start > vstart)
1216                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1217         else
1218                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1219
1220         /* Can be overflowed due to big size or alignment. */
1221         if (nva_start_addr + size < nva_start_addr ||
1222                         nva_start_addr < vstart)
1223                 return false;
1224
1225         return (nva_start_addr + size <= va->va_end);
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Find the first free block(lowest start address) in the tree,
1230  * that will accomplish the request corresponding to passing
1231  * parameters. Please note, with an alignment bigger than PAGE_SIZE,
1232  * a search length is adjusted to account for worst case alignment
1233  * overhead.
1234  */
1235 static __always_inline struct vmap_area *
1236 find_vmap_lowest_match(struct rb_root *root, unsigned long size,
1237         unsigned long align, unsigned long vstart, bool adjust_search_size)
1238 {
1239         struct vmap_area *va;
1240         struct rb_node *node;
1241         unsigned long length;
1242
1243         /* Start from the root. */
1244         node = root->rb_node;
1245
1246         /* Adjust the search size for alignment overhead. */
1247         length = adjust_search_size ? size + align - 1 : size;
1248
1249         while (node) {
1250                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
1251
1252                 if (get_subtree_max_size(node->rb_left) >= length &&
1253                                 vstart < va->va_start) {
1254                         node = node->rb_left;
1255                 } else {
1256                         if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
1257                                 return va;
1258
1259                         /*
1260                          * Does not make sense to go deeper towards the right
1261                          * sub-tree if it does not have a free block that is
1262                          * equal or bigger to the requested search length.
1263                          */
1264                         if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length) {
1265                                 node = node->rb_right;
1266                                 continue;
1267                         }
1268
1269                         /*
1270                          * OK. We roll back and find the first right sub-tree,
1271                          * that will satisfy the search criteria. It can happen
1272                          * due to "vstart" restriction or an alignment overhead
1273                          * that is bigger then PAGE_SIZE.
1274                          */
1275                         while ((node = rb_parent(node))) {
1276                                 va = rb_entry(node, struct vmap_area, rb_node);
1277                                 if (is_within_this_va(va, size, align, vstart))
1278                                         return va;
1279
1280                                 if (get_subtree_max_size(node->rb_right) >= length &&
1281                                                 vstart <= va->va_start) {
1282                                         /*
1283                                          * Shift the vstart forward. Please note, we update it with
1284                                          * parent's start address adding "1" because we do not want
1285                                          * to enter same sub-tree after it has already been checked
1286                                          * and no suitable free block found there.
1287                                          */
1288                                         vstart = va->va_start + 1;
1289                                         node = node->rb_right;
1290                                         break;
1291                                 }
1292                         }
1293                 }
1294         }
1295
1296         return NULL;
1297 }
1298
1299 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1300 #include <linux/random.h>
1301
1302 static struct vmap_area *
1303 find_vmap_lowest_linear_match(struct list_head *head, unsigned long size,
1304         unsigned long align, unsigned long vstart)
1305 {
1306         struct vmap_area *va;
1307
1308         list_for_each_entry(va, head, list) {
1309                 if (!is_within_this_va(va, size, align, vstart))
1310                         continue;
1311
1312                 return va;
1313         }
1314
1315         return NULL;
1316 }
1317
1318 static void
1319 find_vmap_lowest_match_check(struct rb_root *root, struct list_head *head,
1320                              unsigned long size, unsigned long align)
1321 {
1322         struct vmap_area *va_1, *va_2;
1323         unsigned long vstart;
1324         unsigned int rnd;
1325
1326         get_random_bytes(&rnd, sizeof(rnd));
1327         vstart = VMALLOC_START + rnd;
1328
1329         va_1 = find_vmap_lowest_match(root, size, align, vstart, false);
1330         va_2 = find_vmap_lowest_linear_match(head, size, align, vstart);
1331
1332         if (va_1 != va_2)
1333                 pr_emerg("not lowest: t: 0x%p, l: 0x%p, v: 0x%lx\n",
1334                         va_1, va_2, vstart);
1335 }
1336 #endif
1337
1338 enum fit_type {
1339         NOTHING_FIT = 0,
1340         FL_FIT_TYPE = 1,        /* full fit */
1341         LE_FIT_TYPE = 2,        /* left edge fit */
1342         RE_FIT_TYPE = 3,        /* right edge fit */
1343         NE_FIT_TYPE = 4         /* no edge fit */
1344 };
1345
1346 static __always_inline enum fit_type
1347 classify_va_fit_type(struct vmap_area *va,
1348         unsigned long nva_start_addr, unsigned long size)
1349 {
1350         enum fit_type type;
1351
1352         /* Check if it is within VA. */
1353         if (nva_start_addr < va->va_start ||
1354                         nva_start_addr + size > va->va_end)
1355                 return NOTHING_FIT;
1356
1357         /* Now classify. */
1358         if (va->va_start == nva_start_addr) {
1359                 if (va->va_end == nva_start_addr + size)
1360                         type = FL_FIT_TYPE;
1361                 else
1362                         type = LE_FIT_TYPE;
1363         } else if (va->va_end == nva_start_addr + size) {
1364                 type = RE_FIT_TYPE;
1365         } else {
1366                 type = NE_FIT_TYPE;
1367         }
1368
1369         return type;
1370 }
1371
1372 static __always_inline int
1373 adjust_va_to_fit_type(struct rb_root *root, struct list_head *head,
1374                       struct vmap_area *va, unsigned long nva_start_addr,
1375                       unsigned long size)
1376 {
1377         struct vmap_area *lva = NULL;
1378         enum fit_type type = classify_va_fit_type(va, nva_start_addr, size);
1379
1380         if (type == FL_FIT_TYPE) {
1381                 /*
1382                  * No need to split VA, it fully fits.
1383                  *
1384                  * |               |
1385                  * V      NVA      V
1386                  * |---------------|
1387                  */
1388                 unlink_va_augment(va, root);
1389                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1390         } else if (type == LE_FIT_TYPE) {
1391                 /*
1392                  * Split left edge of fit VA.
1393                  *
1394                  * |       |
1395                  * V  NVA  V   R
1396                  * |-------|-------|
1397                  */
1398                 va->va_start += size;
1399         } else if (type == RE_FIT_TYPE) {
1400                 /*
1401                  * Split right edge of fit VA.
1402                  *
1403                  *         |       |
1404                  *     L   V  NVA  V
1405                  * |-------|-------|
1406                  */
1407                 va->va_end = nva_start_addr;
1408         } else if (type == NE_FIT_TYPE) {
1409                 /*
1410                  * Split no edge of fit VA.
1411                  *
1412                  *     |       |
1413                  *   L V  NVA  V R
1414                  * |---|-------|---|
1415                  */
1416                 lva = __this_cpu_xchg(ne_fit_preload_node, NULL);
1417                 if (unlikely(!lva)) {
1418                         /*
1419                          * For percpu allocator we do not do any pre-allocation
1420                          * and leave it as it is. The reason is it most likely
1421                          * never ends up with NE_FIT_TYPE splitting. In case of
1422                          * percpu allocations offsets and sizes are aligned to
1423                          * fixed align request, i.e. RE_FIT_TYPE and FL_FIT_TYPE
1424                          * are its main fitting cases.
1425                          *
1426                          * There are a few exceptions though, as an example it is
1427                          * a first allocation (early boot up) when we have "one"
1428                          * big free space that has to be split.
1429                          *
1430                          * Also we can hit this path in case of regular "vmap"
1431                          * allocations, if "this" current CPU was not preloaded.
1432                          * See the comment in alloc_vmap_area() why. If so, then
1433                          * GFP_NOWAIT is used instead to get an extra object for
1434                          * split purpose. That is rare and most time does not
1435                          * occur.
1436                          *
1437                          * What happens if an allocation gets failed. Basically,
1438                          * an "overflow" path is triggered to purge lazily freed
1439                          * areas to free some memory, then, the "retry" path is
1440                          * triggered to repeat one more time. See more details
1441                          * in alloc_vmap_area() function.
1442                          */
1443                         lva = kmem_cache_alloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
1444                         if (!lva)
1445                                 return -1;
1446                 }
1447
1448                 /*
1449                  * Build the remainder.
1450                  */
1451                 lva->va_start = va->va_start;
1452                 lva->va_end = nva_start_addr;
1453
1454                 /*
1455                  * Shrink this VA to remaining size.
1456                  */
1457                 va->va_start = nva_start_addr + size;
1458         } else {
1459                 return -1;
1460         }
1461
1462         if (type != FL_FIT_TYPE) {
1463                 augment_tree_propagate_from(va);
1464
1465                 if (lva)        /* type == NE_FIT_TYPE */
1466                         insert_vmap_area_augment(lva, &va->rb_node, root, head);
1467         }
1468
1469         return 0;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Returns a start address of the newly allocated area, if success.
1474  * Otherwise a vend is returned that indicates failure.
1475  */
1476 static __always_inline unsigned long
1477 __alloc_vmap_area(struct rb_root *root, struct list_head *head,
1478         unsigned long size, unsigned long align,
1479         unsigned long vstart, unsigned long vend)
1480 {
1481         bool adjust_search_size = true;
1482         unsigned long nva_start_addr;
1483         struct vmap_area *va;
1484         int ret;
1485
1486         /*
1487          * Do not adjust when:
1488          *   a) align <= PAGE_SIZE, because it does not make any sense.
1489          *      All blocks(their start addresses) are at least PAGE_SIZE
1490          *      aligned anyway;
1491          *   b) a short range where a requested size corresponds to exactly
1492          *      specified [vstart:vend] interval and an alignment > PAGE_SIZE.
1493          *      With adjusted search length an allocation would not succeed.
1494          */
1495         if (align <= PAGE_SIZE || (align > PAGE_SIZE && (vend - vstart) == size))
1496                 adjust_search_size = false;
1497
1498         va = find_vmap_lowest_match(root, size, align, vstart, adjust_search_size);
1499         if (unlikely(!va))
1500                 return vend;
1501
1502         if (va->va_start > vstart)
1503                 nva_start_addr = ALIGN(va->va_start, align);
1504         else
1505                 nva_start_addr = ALIGN(vstart, align);
1506
1507         /* Check the "vend" restriction. */
1508         if (nva_start_addr + size > vend)
1509                 return vend;
1510
1511         /* Update the free vmap_area. */
1512         ret = adjust_va_to_fit_type(root, head, va, nva_start_addr, size);
1513         if (WARN_ON_ONCE(ret))
1514                 return vend;
1515
1516 #if DEBUG_AUGMENT_LOWEST_MATCH_CHECK
1517         find_vmap_lowest_match_check(root, head, size, align);
1518 #endif
1519
1520         return nva_start_addr;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Free a region of KVA allocated by alloc_vmap_area
1525  */
1526 static void free_vmap_area(struct vmap_area *va)
1527 {
1528         /*
1529          * Remove from the busy tree/list.
1530          */
1531         spin_lock(&vmap_area_lock);
1532         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1533         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1534
1535         /*
1536          * Insert/Merge it back to the free tree/list.
1537          */
1538         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1539         merge_or_add_vmap_area_augment(va, &free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list);
1540         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1541 }
1542
1543 static inline void
1544 preload_this_cpu_lock(spinlock_t *lock, gfp_t gfp_mask, int node)
1545 {
1546         struct vmap_area *va = NULL;
1547
1548         /*
1549          * Preload this CPU with one extra vmap_area object. It is used
1550          * when fit type of free area is NE_FIT_TYPE. It guarantees that
1551          * a CPU that does an allocation is preloaded.
1552          *
1553          * We do it in non-atomic context, thus it allows us to use more
1554          * permissive allocation masks to be more stable under low memory
1555          * condition and high memory pressure.
1556          */
1557         if (!this_cpu_read(ne_fit_preload_node))
1558                 va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, gfp_mask, node);
1559
1560         spin_lock(lock);
1561
1562         if (va && __this_cpu_cmpxchg(ne_fit_preload_node, NULL, va))
1563                 kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Allocate a region of KVA of the specified size and alignment, within the
1568  * vstart and vend.
1569  */
1570 static struct vmap_area *alloc_vmap_area(unsigned long size,
1571                                 unsigned long align,
1572                                 unsigned long vstart, unsigned long vend,
1573                                 int node, gfp_t gfp_mask)
1574 {
1575         struct vmap_area *va;
1576         unsigned long freed;
1577         unsigned long addr;
1578         int purged = 0;
1579         int ret;
1580
1581         BUG_ON(!size);
1582         BUG_ON(offset_in_page(size));
1583         BUG_ON(!is_power_of_2(align));
1584
1585         if (unlikely(!vmap_initialized))
1586                 return ERR_PTR(-EBUSY);
1587
1588         might_sleep();
1589         gfp_mask = gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK;
1590
1591         va = kmem_cache_alloc_node(vmap_area_cachep, gfp_mask, node);
1592         if (unlikely(!va))
1593                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1594
1595         /*
1596          * Only scan the relevant parts containing pointers to other objects
1597          * to avoid false negatives.
1598          */
1599         kmemleak_scan_area(&va->rb_node, SIZE_MAX, gfp_mask);
1600
1601 retry:
1602         preload_this_cpu_lock(&free_vmap_area_lock, gfp_mask, node);
1603         addr = __alloc_vmap_area(&free_vmap_area_root, &free_vmap_area_list,
1604                 size, align, vstart, vend);
1605         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1606
1607         /*
1608          * If an allocation fails, the "vend" address is
1609          * returned. Therefore trigger the overflow path.
1610          */
1611         if (unlikely(addr == vend))
1612                 goto overflow;
1613
1614         va->va_start = addr;
1615         va->va_end = addr + size;
1616         va->vm = NULL;
1617
1618         spin_lock(&vmap_area_lock);
1619         insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
1620         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1621
1622         BUG_ON(!IS_ALIGNED(va->va_start, align));
1623         BUG_ON(va->va_start < vstart);
1624         BUG_ON(va->va_end > vend);
1625
1626         ret = kasan_populate_vmalloc(addr, size);
1627         if (ret) {
1628                 free_vmap_area(va);
1629                 return ERR_PTR(ret);
1630         }
1631
1632         return va;
1633
1634 overflow:
1635         if (!purged) {
1636                 purge_vmap_area_lazy();
1637                 purged = 1;
1638                 goto retry;
1639         }
1640
1641         freed = 0;
1642         blocking_notifier_call_chain(&vmap_notify_list, 0, &freed);
1643
1644         if (freed > 0) {
1645                 purged = 0;
1646                 goto retry;
1647         }
1648
1649         if (!(gfp_mask & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1650                 pr_warn("vmap allocation for size %lu failed: use vmalloc=<size> to increase size\n",
1651                         size);
1652
1653         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, va);
1654         return ERR_PTR(-EBUSY);
1655 }
1656
1657 int register_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1658 {
1659         return blocking_notifier_chain_register(&vmap_notify_list, nb);
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_vmap_purge_notifier);
1662
1663 int unregister_vmap_purge_notifier(struct notifier_block *nb)
1664 {
1665         return blocking_notifier_chain_unregister(&vmap_notify_list, nb);
1666 }
1667 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_vmap_purge_notifier);
1668
1669 /*
1670  * lazy_max_pages is the maximum amount of virtual address space we gather up
1671  * before attempting to purge with a TLB flush.
1672  *
1673  * There is a tradeoff here: a larger number will cover more kernel page tables
1674  * and take slightly longer to purge, but it will linearly reduce the number of
1675  * global TLB flushes that must be performed. It would seem natural to scale
1676  * this number up linearly with the number of CPUs (because vmapping activity
1677  * could also scale linearly with the number of CPUs), however it is likely
1678  * that in practice, workloads might be constrained in other ways that mean
1679  * vmap activity will not scale linearly with CPUs. Also, I want to be
1680  * conservative and not introduce a big latency on huge systems, so go with
1681  * a less aggressive log scale. It will still be an improvement over the old
1682  * code, and it will be simple to change the scale factor if we find that it
1683  * becomes a problem on bigger systems.
1684  */
1685 static unsigned long lazy_max_pages(void)
1686 {
1687         unsigned int log;
1688
1689         log = fls(num_online_cpus());
1690
1691         return log * (32UL * 1024 * 1024 / PAGE_SIZE);
1692 }
1693
1694 static atomic_long_t vmap_lazy_nr = ATOMIC_LONG_INIT(0);
1695
1696 /*
1697  * Serialize vmap purging.  There is no actual critical section protected
1698  * by this lock, but we want to avoid concurrent calls for performance
1699  * reasons and to make the pcpu_get_vm_areas more deterministic.
1700  */
1701 static DEFINE_MUTEX(vmap_purge_lock);
1702
1703 /* for per-CPU blocks */
1704 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void);
1705
1706 /*
1707  * Purges all lazily-freed vmap areas.
1708  */
1709 static bool __purge_vmap_area_lazy(unsigned long start, unsigned long end)
1710 {
1711         unsigned long resched_threshold;
1712         struct list_head local_purge_list;
1713         struct vmap_area *va, *n_va;
1714
1715         lockdep_assert_held(&vmap_purge_lock);
1716
1717         spin_lock(&purge_vmap_area_lock);
1718         purge_vmap_area_root = RB_ROOT;
1719         list_replace_init(&purge_vmap_area_list, &local_purge_list);
1720         spin_unlock(&purge_vmap_area_lock);
1721
1722         if (unlikely(list_empty(&local_purge_list)))
1723                 return false;
1724
1725         start = min(start,
1726                 list_first_entry(&local_purge_list,
1727                         struct vmap_area, list)->va_start);
1728
1729         end = max(end,
1730                 list_last_entry(&local_purge_list,
1731                         struct vmap_area, list)->va_end);
1732
1733         flush_tlb_kernel_range(start, end);
1734         resched_threshold = lazy_max_pages() << 1;
1735
1736         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
1737         list_for_each_entry_safe(va, n_va, &local_purge_list, list) {
1738                 unsigned long nr = (va->va_end - va->va_start) >> PAGE_SHIFT;
1739                 unsigned long orig_start = va->va_start;
1740                 unsigned long orig_end = va->va_end;
1741
1742                 /*
1743                  * Finally insert or merge lazily-freed area. It is
1744                  * detached and there is no need to "unlink" it from
1745                  * anything.
1746                  */
1747                 va = merge_or_add_vmap_area_augment(va, &free_vmap_area_root,
1748                                 &free_vmap_area_list);
1749
1750                 if (!va)
1751                         continue;
1752
1753                 if (is_vmalloc_or_module_addr((void *)orig_start))
1754                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
1755                                               va->va_start, va->va_end);
1756
1757                 atomic_long_sub(nr, &vmap_lazy_nr);
1758
1759                 if (atomic_long_read(&vmap_lazy_nr) < resched_threshold)
1760                         cond_resched_lock(&free_vmap_area_lock);
1761         }
1762         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
1763         return true;
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Kick off a purge of the outstanding lazy areas.
1768  */
1769 static void purge_vmap_area_lazy(void)
1770 {
1771         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1772         purge_fragmented_blocks_allcpus();
1773         __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1774         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1775 }
1776
1777 static void drain_vmap_area_work(struct work_struct *work)
1778 {
1779         unsigned long nr_lazy;
1780
1781         do {
1782                 mutex_lock(&vmap_purge_lock);
1783                 __purge_vmap_area_lazy(ULONG_MAX, 0);
1784                 mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
1785
1786                 /* Recheck if further work is required. */
1787                 nr_lazy = atomic_long_read(&vmap_lazy_nr);
1788         } while (nr_lazy > lazy_max_pages());
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Free a vmap area, caller ensuring that the area has been unmapped
1793  * and flush_cache_vunmap had been called for the correct range
1794  * previously.
1795  */
1796 static void free_vmap_area_noflush(struct vmap_area *va)
1797 {
1798         unsigned long nr_lazy;
1799
1800         spin_lock(&vmap_area_lock);
1801         unlink_va(va, &vmap_area_root);
1802         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1803
1804         nr_lazy = atomic_long_add_return((va->va_end - va->va_start) >>
1805                                 PAGE_SHIFT, &vmap_lazy_nr);
1806
1807         /*
1808          * Merge or place it to the purge tree/list.
1809          */
1810         spin_lock(&purge_vmap_area_lock);
1811         merge_or_add_vmap_area(va,
1812                 &purge_vmap_area_root, &purge_vmap_area_list);
1813         spin_unlock(&purge_vmap_area_lock);
1814
1815         /* After this point, we may free va at any time */
1816         if (unlikely(nr_lazy > lazy_max_pages()))
1817                 schedule_work(&drain_vmap_work);
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Free and unmap a vmap area
1822  */
1823 static void free_unmap_vmap_area(struct vmap_area *va)
1824 {
1825         flush_cache_vunmap(va->va_start, va->va_end);
1826         vunmap_range_noflush(va->va_start, va->va_end);
1827         if (debug_pagealloc_enabled_static())
1828                 flush_tlb_kernel_range(va->va_start, va->va_end);
1829
1830         free_vmap_area_noflush(va);
1831 }
1832
1833 struct vmap_area *find_vmap_area(unsigned long addr)
1834 {
1835         struct vmap_area *va;
1836
1837         spin_lock(&vmap_area_lock);
1838         va = __find_vmap_area(addr, &vmap_area_root);
1839         spin_unlock(&vmap_area_lock);
1840
1841         return va;
1842 }
1843
1844 /*** Per cpu kva allocator ***/
1845
1846 /*
1847  * vmap space is limited especially on 32 bit architectures. Ensure there is
1848  * room for at least 16 percpu vmap blocks per CPU.
1849  */
1850 /*
1851  * If we had a constant VMALLOC_START and VMALLOC_END, we'd like to be able
1852  * to #define VMALLOC_SPACE             (VMALLOC_END-VMALLOC_START). Guess
1853  * instead (we just need a rough idea)
1854  */
1855 #if BITS_PER_LONG == 32
1856 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024)
1857 #else
1858 #define VMALLOC_SPACE           (128UL*1024*1024*1024)
1859 #endif
1860
1861 #define VMALLOC_PAGES           (VMALLOC_SPACE / PAGE_SIZE)
1862 #define VMAP_MAX_ALLOC          BITS_PER_LONG   /* 256K with 4K pages */
1863 #define VMAP_BBMAP_BITS_MAX     1024    /* 4MB with 4K pages */
1864 #define VMAP_BBMAP_BITS_MIN     (VMAP_MAX_ALLOC*2)
1865 #define VMAP_MIN(x, y)          ((x) < (y) ? (x) : (y)) /* can't use min() */
1866 #define VMAP_MAX(x, y)          ((x) > (y) ? (x) : (y)) /* can't use max() */
1867 #define VMAP_BBMAP_BITS         \
1868                 VMAP_MIN(VMAP_BBMAP_BITS_MAX,   \
1869                 VMAP_MAX(VMAP_BBMAP_BITS_MIN,   \
1870                         VMALLOC_PAGES / roundup_pow_of_two(NR_CPUS) / 16))
1871
1872 #define VMAP_BLOCK_SIZE         (VMAP_BBMAP_BITS * PAGE_SIZE)
1873
1874 struct vmap_block_queue {
1875         spinlock_t lock;
1876         struct list_head free;
1877 };
1878
1879 struct vmap_block {
1880         spinlock_t lock;
1881         struct vmap_area *va;
1882         unsigned long free, dirty;
1883         unsigned long dirty_min, dirty_max; /*< dirty range */
1884         struct list_head free_list;
1885         struct rcu_head rcu_head;
1886         struct list_head purge;
1887 };
1888
1889 /* Queue of free and dirty vmap blocks, for allocation and flushing purposes */
1890 static DEFINE_PER_CPU(struct vmap_block_queue, vmap_block_queue);
1891
1892 /*
1893  * XArray of vmap blocks, indexed by address, to quickly find a vmap block
1894  * in the free path. Could get rid of this if we change the API to return a
1895  * "cookie" from alloc, to be passed to free. But no big deal yet.
1896  */
1897 static DEFINE_XARRAY(vmap_blocks);
1898
1899 /*
1900  * We should probably have a fallback mechanism to allocate virtual memory
1901  * out of partially filled vmap blocks. However vmap block sizing should be
1902  * fairly reasonable according to the vmalloc size, so it shouldn't be a
1903  * big problem.
1904  */
1905
1906 static unsigned long addr_to_vb_idx(unsigned long addr)
1907 {
1908         addr -= VMALLOC_START & ~(VMAP_BLOCK_SIZE-1);
1909         addr /= VMAP_BLOCK_SIZE;
1910         return addr;
1911 }
1912
1913 static void *vmap_block_vaddr(unsigned long va_start, unsigned long pages_off)
1914 {
1915         unsigned long addr;
1916
1917         addr = va_start + (pages_off << PAGE_SHIFT);
1918         BUG_ON(addr_to_vb_idx(addr) != addr_to_vb_idx(va_start));
1919         return (void *)addr;
1920 }
1921
1922 /**
1923  * new_vmap_block - allocates new vmap_block and occupies 2^order pages in this
1924  *                  block. Of course pages number can't exceed VMAP_BBMAP_BITS
1925  * @order:    how many 2^order pages should be occupied in newly allocated block
1926  * @gfp_mask: flags for the page level allocator
1927  *
1928  * Return: virtual address in a newly allocated block or ERR_PTR(-errno)
1929  */
1930 static void *new_vmap_block(unsigned int order, gfp_t gfp_mask)
1931 {
1932         struct vmap_block_queue *vbq;
1933         struct vmap_block *vb;
1934         struct vmap_area *va;
1935         unsigned long vb_idx;
1936         int node, err;
1937         void *vaddr;
1938
1939         node = numa_node_id();
1940
1941         vb = kmalloc_node(sizeof(struct vmap_block),
1942                         gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
1943         if (unlikely(!vb))
1944                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1945
1946         va = alloc_vmap_area(VMAP_BLOCK_SIZE, VMAP_BLOCK_SIZE,
1947                                         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
1948                                         node, gfp_mask);
1949         if (IS_ERR(va)) {
1950                 kfree(vb);
1951                 return ERR_CAST(va);
1952         }
1953
1954         vaddr = vmap_block_vaddr(va->va_start, 0);
1955         spin_lock_init(&vb->lock);
1956         vb->va = va;
1957         /* At least something should be left free */
1958         BUG_ON(VMAP_BBMAP_BITS <= (1UL << order));
1959         vb->free = VMAP_BBMAP_BITS - (1UL << order);
1960         vb->dirty = 0;
1961         vb->dirty_min = VMAP_BBMAP_BITS;
1962         vb->dirty_max = 0;
1963         INIT_LIST_HEAD(&vb->free_list);
1964
1965         vb_idx = addr_to_vb_idx(va->va_start);
1966         err = xa_insert(&vmap_blocks, vb_idx, vb, gfp_mask);
1967         if (err) {
1968                 kfree(vb);
1969                 free_vmap_area(va);
1970                 return ERR_PTR(err);
1971         }
1972
1973         vbq = raw_cpu_ptr(&vmap_block_queue);
1974         spin_lock(&vbq->lock);
1975         list_add_tail_rcu(&vb->free_list, &vbq->free);
1976         spin_unlock(&vbq->lock);
1977
1978         return vaddr;
1979 }
1980
1981 static void free_vmap_block(struct vmap_block *vb)
1982 {
1983         struct vmap_block *tmp;
1984
1985         tmp = xa_erase(&vmap_blocks, addr_to_vb_idx(vb->va->va_start));
1986         BUG_ON(tmp != vb);
1987
1988         free_vmap_area_noflush(vb->va);
1989         kfree_rcu(vb, rcu_head);
1990 }
1991
1992 static void purge_fragmented_blocks(int cpu)
1993 {
1994         LIST_HEAD(purge);
1995         struct vmap_block *vb;
1996         struct vmap_block *n_vb;
1997         struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
1998
1999         rcu_read_lock();
2000         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
2001
2002                 if (!(vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS))
2003                         continue;
2004
2005                 spin_lock(&vb->lock);
2006                 if (vb->free + vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
2007                         vb->free = 0; /* prevent further allocs after releasing lock */
2008                         vb->dirty = VMAP_BBMAP_BITS; /* prevent purging it again */
2009                         vb->dirty_min = 0;
2010                         vb->dirty_max = VMAP_BBMAP_BITS;
2011                         spin_lock(&vbq->lock);
2012                         list_del_rcu(&vb->free_list);
2013                         spin_unlock(&vbq->lock);
2014                         spin_unlock(&vb->lock);
2015                         list_add_tail(&vb->purge, &purge);
2016                 } else
2017                         spin_unlock(&vb->lock);
2018         }
2019         rcu_read_unlock();
2020
2021         list_for_each_entry_safe(vb, n_vb, &purge, purge) {
2022                 list_del(&vb->purge);
2023                 free_vmap_block(vb);
2024         }
2025 }
2026
2027 static void purge_fragmented_blocks_allcpus(void)
2028 {
2029         int cpu;
2030
2031         for_each_possible_cpu(cpu)
2032                 purge_fragmented_blocks(cpu);
2033 }
2034
2035 static void *vb_alloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
2036 {
2037         struct vmap_block_queue *vbq;
2038         struct vmap_block *vb;
2039         void *vaddr = NULL;
2040         unsigned int order;
2041
2042         BUG_ON(offset_in_page(size));
2043         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
2044         if (WARN_ON(size == 0)) {
2045                 /*
2046                  * Allocating 0 bytes isn't what caller wants since
2047                  * get_order(0) returns funny result. Just warn and terminate
2048                  * early.
2049                  */
2050                 return NULL;
2051         }
2052         order = get_order(size);
2053
2054         rcu_read_lock();
2055         vbq = raw_cpu_ptr(&vmap_block_queue);
2056         list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
2057                 unsigned long pages_off;
2058
2059                 spin_lock(&vb->lock);
2060                 if (vb->free < (1UL << order)) {
2061                         spin_unlock(&vb->lock);
2062                         continue;
2063                 }
2064
2065                 pages_off = VMAP_BBMAP_BITS - vb->free;
2066                 vaddr = vmap_block_vaddr(vb->va->va_start, pages_off);
2067                 vb->free -= 1UL << order;
2068                 if (vb->free == 0) {
2069                         spin_lock(&vbq->lock);
2070                         list_del_rcu(&vb->free_list);
2071                         spin_unlock(&vbq->lock);
2072                 }
2073
2074                 spin_unlock(&vb->lock);
2075                 break;
2076         }
2077
2078         rcu_read_unlock();
2079
2080         /* Allocate new block if nothing was found */
2081         if (!vaddr)
2082                 vaddr = new_vmap_block(order, gfp_mask);
2083
2084         return vaddr;
2085 }
2086
2087 static void vb_free(unsigned long addr, unsigned long size)
2088 {
2089         unsigned long offset;
2090         unsigned int order;
2091         struct vmap_block *vb;
2092
2093         BUG_ON(offset_in_page(size));
2094         BUG_ON(size > PAGE_SIZE*VMAP_MAX_ALLOC);
2095
2096         flush_cache_vunmap(addr, addr + size);
2097
2098         order = get_order(size);
2099         offset = (addr & (VMAP_BLOCK_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
2100         vb = xa_load(&vmap_blocks, addr_to_vb_idx(addr));
2101
2102         vunmap_range_noflush(addr, addr + size);
2103
2104         if (debug_pagealloc_enabled_static())
2105                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + size);
2106
2107         spin_lock(&vb->lock);
2108
2109         /* Expand dirty range */
2110         vb->dirty_min = min(vb->dirty_min, offset);
2111         vb->dirty_max = max(vb->dirty_max, offset + (1UL << order));
2112
2113         vb->dirty += 1UL << order;
2114         if (vb->dirty == VMAP_BBMAP_BITS) {
2115                 BUG_ON(vb->free);
2116                 spin_unlock(&vb->lock);
2117                 free_vmap_block(vb);
2118         } else
2119                 spin_unlock(&vb->lock);
2120 }
2121
2122 static void _vm_unmap_aliases(unsigned long start, unsigned long end, int flush)
2123 {
2124         int cpu;
2125
2126         if (unlikely(!vmap_initialized))
2127                 return;
2128
2129         might_sleep();
2130
2131         for_each_possible_cpu(cpu) {
2132                 struct vmap_block_queue *vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, cpu);
2133                 struct vmap_block *vb;
2134
2135                 rcu_read_lock();
2136                 list_for_each_entry_rcu(vb, &vbq->free, free_list) {
2137                         spin_lock(&vb->lock);
2138                         if (vb->dirty && vb->dirty != VMAP_BBMAP_BITS) {
2139                                 unsigned long va_start = vb->va->va_start;
2140                                 unsigned long s, e;
2141
2142                                 s = va_start + (vb->dirty_min << PAGE_SHIFT);
2143                                 e = va_start + (vb->dirty_max << PAGE_SHIFT);
2144
2145                                 start = min(s, start);
2146                                 end   = max(e, end);
2147
2148                                 flush = 1;
2149                         }
2150                         spin_unlock(&vb->lock);
2151                 }
2152                 rcu_read_unlock();
2153         }
2154
2155         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
2156         purge_fragmented_blocks_allcpus();
2157         if (!__purge_vmap_area_lazy(start, end) && flush)
2158                 flush_tlb_kernel_range(start, end);
2159         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
2160 }
2161
2162 /**
2163  * vm_unmap_aliases - unmap outstanding lazy aliases in the vmap layer
2164  *
2165  * The vmap/vmalloc layer lazily flushes kernel virtual mappings primarily
2166  * to amortize TLB flushing overheads. What this means is that any page you
2167  * have now, may, in a former life, have been mapped into kernel virtual
2168  * address by the vmap layer and so there might be some CPUs with TLB entries
2169  * still referencing that page (additional to the regular 1:1 kernel mapping).
2170  *
2171  * vm_unmap_aliases flushes all such lazy mappings. After it returns, we can
2172  * be sure that none of the pages we have control over will have any aliases
2173  * from the vmap layer.
2174  */
2175 void vm_unmap_aliases(void)
2176 {
2177         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2178         int flush = 0;
2179
2180         _vm_unmap_aliases(start, end, flush);
2181 }
2182 EXPORT_SYMBOL_GPL(vm_unmap_aliases);
2183
2184 /**
2185  * vm_unmap_ram - unmap linear kernel address space set up by vm_map_ram
2186  * @mem: the pointer returned by vm_map_ram
2187  * @count: the count passed to that vm_map_ram call (cannot unmap partial)
2188  */
2189 void vm_unmap_ram(const void *mem, unsigned int count)
2190 {
2191         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2192         unsigned long addr = (unsigned long)kasan_reset_tag(mem);
2193         struct vmap_area *va;
2194
2195         might_sleep();
2196         BUG_ON(!addr);
2197         BUG_ON(addr < VMALLOC_START);
2198         BUG_ON(addr > VMALLOC_END);
2199         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(addr));
2200
2201         kasan_poison_vmalloc(mem, size);
2202
2203         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
2204                 debug_check_no_locks_freed(mem, size);
2205                 vb_free(addr, size);
2206                 return;
2207         }
2208
2209         va = find_vmap_area(addr);
2210         BUG_ON(!va);
2211         debug_check_no_locks_freed((void *)va->va_start,
2212                                     (va->va_end - va->va_start));
2213         free_unmap_vmap_area(va);
2214 }
2215 EXPORT_SYMBOL(vm_unmap_ram);
2216
2217 /**
2218  * vm_map_ram - map pages linearly into kernel virtual address (vmalloc space)
2219  * @pages: an array of pointers to the pages to be mapped
2220  * @count: number of pages
2221  * @node: prefer to allocate data structures on this node
2222  *
2223  * If you use this function for less than VMAP_MAX_ALLOC pages, it could be
2224  * faster than vmap so it's good.  But if you mix long-life and short-life
2225  * objects with vm_map_ram(), it could consume lots of address space through
2226  * fragmentation (especially on a 32bit machine).  You could see failures in
2227  * the end.  Please use this function for short-lived objects.
2228  *
2229  * Returns: a pointer to the address that has been mapped, or %NULL on failure
2230  */
2231 void *vm_map_ram(struct page **pages, unsigned int count, int node)
2232 {
2233         unsigned long size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2234         unsigned long addr;
2235         void *mem;
2236
2237         if (likely(count <= VMAP_MAX_ALLOC)) {
2238                 mem = vb_alloc(size, GFP_KERNEL);
2239                 if (IS_ERR(mem))
2240                         return NULL;
2241                 addr = (unsigned long)mem;
2242         } else {
2243                 struct vmap_area *va;
2244                 va = alloc_vmap_area(size, PAGE_SIZE,
2245                                 VMALLOC_START, VMALLOC_END, node, GFP_KERNEL);
2246                 if (IS_ERR(va))
2247                         return NULL;
2248
2249                 addr = va->va_start;
2250                 mem = (void *)addr;
2251         }
2252
2253         if (vmap_pages_range(addr, addr + size, PAGE_KERNEL,
2254                                 pages, PAGE_SHIFT) < 0) {
2255                 vm_unmap_ram(mem, count);
2256                 return NULL;
2257         }
2258
2259         /*
2260          * Mark the pages as accessible, now that they are mapped.
2261          * With hardware tag-based KASAN, marking is skipped for
2262          * non-VM_ALLOC mappings, see __kasan_unpoison_vmalloc().
2263          */
2264         mem = kasan_unpoison_vmalloc(mem, size, KASAN_VMALLOC_PROT_NORMAL);
2265
2266         return mem;
2267 }
2268 EXPORT_SYMBOL(vm_map_ram);
2269
2270 static struct vm_struct *vmlist __initdata;
2271
2272 static inline unsigned int vm_area_page_order(struct vm_struct *vm)
2273 {
2274 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC
2275         return vm->page_order;
2276 #else
2277         return 0;
2278 #endif
2279 }
2280
2281 static inline void set_vm_area_page_order(struct vm_struct *vm, unsigned int order)
2282 {
2283 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_HUGE_VMALLOC
2284         vm->page_order = order;
2285 #else
2286         BUG_ON(order != 0);
2287 #endif
2288 }
2289
2290 /**
2291  * vm_area_add_early - add vmap area early during boot
2292  * @vm: vm_struct to add
2293  *
2294  * This function is used to add fixed kernel vm area to vmlist before
2295  * vmalloc_init() is called.  @vm->addr, @vm->size, and @vm->flags
2296  * should contain proper values and the other fields should be zero.
2297  *
2298  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
2299  */
2300 void __init vm_area_add_early(struct vm_struct *vm)
2301 {
2302         struct vm_struct *tmp, **p;
2303
2304         BUG_ON(vmap_initialized);
2305         for (p = &vmlist; (tmp = *p) != NULL; p = &tmp->next) {
2306                 if (tmp->addr >= vm->addr) {
2307                         BUG_ON(tmp->addr < vm->addr + vm->size);
2308                         break;
2309                 } else
2310                         BUG_ON(tmp->addr + tmp->size > vm->addr);
2311         }
2312         vm->next = *p;
2313         *p = vm;
2314 }
2315
2316 /**
2317  * vm_area_register_early - register vmap area early during boot
2318  * @vm: vm_struct to register
2319  * @align: requested alignment
2320  *
2321  * This function is used to register kernel vm area before
2322  * vmalloc_init() is called.  @vm->size and @vm->flags should contain
2323  * proper values on entry and other fields should be zero.  On return,
2324  * vm->addr contains the allocated address.
2325  *
2326  * DO NOT USE THIS FUNCTION UNLESS YOU KNOW WHAT YOU'RE DOING.
2327  */
2328 void __init vm_area_register_early(struct vm_struct *vm, size_t align)
2329 {
2330         unsigned long addr = ALIGN(VMALLOC_START, align);
2331         struct vm_struct *cur, **p;
2332
2333         BUG_ON(vmap_initialized);
2334
2335         for (p = &vmlist; (cur = *p) != NULL; p = &cur->next) {
2336                 if ((unsigned long)cur->addr - addr >= vm->size)
2337                         break;
2338                 addr = ALIGN((unsigned long)cur->addr + cur->size, align);
2339         }
2340
2341         BUG_ON(addr > VMALLOC_END - vm->size);
2342         vm->addr = (void *)addr;
2343         vm->next = *p;
2344         *p = vm;
2345         kasan_populate_early_vm_area_shadow(vm->addr, vm->size);
2346 }
2347
2348 static void vmap_init_free_space(void)
2349 {
2350         unsigned long vmap_start = 1;
2351         const unsigned long vmap_end = ULONG_MAX;
2352         struct vmap_area *busy, *free;
2353
2354         /*
2355          *     B     F     B     B     B     F
2356          * -|-----|.....|-----|-----|-----|.....|-
2357          *  |           The KVA space           |
2358          *  |<--------------------------------->|
2359          */
2360         list_for_each_entry(busy, &vmap_area_list, list) {
2361                 if (busy->va_start - vmap_start > 0) {
2362                         free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
2363                         if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
2364                                 free->va_start = vmap_start;
2365                                 free->va_end = busy->va_start;
2366
2367                                 insert_vmap_area_augment(free, NULL,
2368                                         &free_vmap_area_root,
2369                                                 &free_vmap_area_list);
2370                         }
2371                 }
2372
2373                 vmap_start = busy->va_end;
2374         }
2375
2376         if (vmap_end - vmap_start > 0) {
2377                 free = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
2378                 if (!WARN_ON_ONCE(!free)) {
2379                         free->va_start = vmap_start;
2380                         free->va_end = vmap_end;
2381
2382                         insert_vmap_area_augment(free, NULL,
2383                                 &free_vmap_area_root,
2384                                         &free_vmap_area_list);
2385                 }
2386         }
2387 }
2388
2389 void __init vmalloc_init(void)
2390 {
2391         struct vmap_area *va;
2392         struct vm_struct *tmp;
2393         int i;
2394
2395         /*
2396          * Create the cache for vmap_area objects.
2397          */
2398         vmap_area_cachep = KMEM_CACHE(vmap_area, SLAB_PANIC);
2399
2400         for_each_possible_cpu(i) {
2401                 struct vmap_block_queue *vbq;
2402                 struct vfree_deferred *p;
2403
2404                 vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
2405                 spin_lock_init(&vbq->lock);
2406                 INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
2407                 p = &per_cpu(vfree_deferred, i);
2408                 init_llist_head(&p->list);
2409                 INIT_WORK(&p->wq, free_work);
2410         }
2411
2412         /* Import existing vmlist entries. */
2413         for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
2414                 va = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_NOWAIT);
2415                 if (WARN_ON_ONCE(!va))
2416                         continue;
2417
2418                 va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
2419                 va->va_end = va->va_start + tmp->size;
2420                 va->vm = tmp;
2421                 insert_vmap_area(va, &vmap_area_root, &vmap_area_list);
2422         }
2423
2424         /*
2425          * Now we can initialize a free vmap space.
2426          */
2427         vmap_init_free_space();
2428         vmap_initialized = true;
2429 }
2430
2431 static inline void setup_vmalloc_vm_locked(struct vm_struct *vm,
2432         struct vmap_area *va, unsigned long flags, const void *caller)
2433 {
2434         vm->flags = flags;
2435         vm->addr = (void *)va->va_start;
2436         vm->size = va->va_end - va->va_start;
2437         vm->caller = caller;
2438         va->vm = vm;
2439 }
2440
2441 static void setup_vmalloc_vm(struct vm_struct *vm, struct vmap_area *va,
2442                               unsigned long flags, const void *caller)
2443 {
2444         spin_lock(&vmap_area_lock);
2445         setup_vmalloc_vm_locked(vm, va, flags, caller);
2446         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2447 }
2448
2449 static void clear_vm_uninitialized_flag(struct vm_struct *vm)
2450 {
2451         /*
2452          * Before removing VM_UNINITIALIZED,
2453          * we should make sure that vm has proper values.
2454          * Pair with smp_rmb() in show_numa_info().
2455          */
2456         smp_wmb();
2457         vm->flags &= ~VM_UNINITIALIZED;
2458 }
2459
2460 static struct vm_struct *__get_vm_area_node(unsigned long size,
2461                 unsigned long align, unsigned long shift, unsigned long flags,
2462                 unsigned long start, unsigned long end, int node,
2463                 gfp_t gfp_mask, const void *caller)
2464 {
2465         struct vmap_area *va;
2466         struct vm_struct *area;
2467         unsigned long requested_size = size;
2468
2469         BUG_ON(in_interrupt());
2470         size = ALIGN(size, 1ul << shift);
2471         if (unlikely(!size))
2472                 return NULL;
2473
2474         if (flags & VM_IOREMAP)
2475                 align = 1ul << clamp_t(int, get_count_order_long(size),
2476                                        PAGE_SHIFT, IOREMAP_MAX_ORDER);
2477
2478         area = kzalloc_node(sizeof(*area), gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK, node);
2479         if (unlikely(!area))
2480                 return NULL;
2481
2482         if (!(flags & VM_NO_GUARD))
2483                 size += PAGE_SIZE;
2484
2485         va = alloc_vmap_area(size, align, start, end, node, gfp_mask);
2486         if (IS_ERR(va)) {
2487                 kfree(area);
2488                 return NULL;
2489         }
2490
2491         setup_vmalloc_vm(area, va, flags, caller);
2492
2493         /*
2494          * Mark pages for non-VM_ALLOC mappings as accessible. Do it now as a
2495          * best-effort approach, as they can be mapped outside of vmalloc code.
2496          * For VM_ALLOC mappings, the pages are marked as accessible after
2497          * getting mapped in __vmalloc_node_range().
2498          * With hardware tag-based KASAN, marking is skipped for
2499          * non-VM_ALLOC mappings, see __kasan_unpoison_vmalloc().
2500          */
2501         if (!(flags & VM_ALLOC))
2502                 area->addr = kasan_unpoison_vmalloc(area->addr, requested_size,
2503                                                     KASAN_VMALLOC_PROT_NORMAL);
2504
2505         return area;
2506 }
2507
2508 struct vm_struct *__get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2509                                        unsigned long start, unsigned long end,
2510                                        const void *caller)
2511 {
2512         return __get_vm_area_node(size, 1, PAGE_SHIFT, flags, start, end,
2513                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2514 }
2515
2516 /**
2517  * get_vm_area - reserve a contiguous kernel virtual area
2518  * @size:        size of the area
2519  * @flags:       %VM_IOREMAP for I/O mappings or VM_ALLOC
2520  *
2521  * Search an area of @size in the kernel virtual mapping area,
2522  * and reserved it for out purposes.  Returns the area descriptor
2523  * on success or %NULL on failure.
2524  *
2525  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2526  */
2527 struct vm_struct *get_vm_area(unsigned long size, unsigned long flags)
2528 {
2529         return __get_vm_area_node(size, 1, PAGE_SHIFT, flags,
2530                                   VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2531                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL,
2532                                   __builtin_return_address(0));
2533 }
2534
2535 struct vm_struct *get_vm_area_caller(unsigned long size, unsigned long flags,
2536                                 const void *caller)
2537 {
2538         return __get_vm_area_node(size, 1, PAGE_SHIFT, flags,
2539                                   VMALLOC_START, VMALLOC_END,
2540                                   NUMA_NO_NODE, GFP_KERNEL, caller);
2541 }
2542
2543 /**
2544  * find_vm_area - find a continuous kernel virtual area
2545  * @addr:         base address
2546  *
2547  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and return it.
2548  * It is up to the caller to do all required locking to keep the returned
2549  * pointer valid.
2550  *
2551  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2552  */
2553 struct vm_struct *find_vm_area(const void *addr)
2554 {
2555         struct vmap_area *va;
2556
2557         va = find_vmap_area((unsigned long)addr);
2558         if (!va)
2559                 return NULL;
2560
2561         return va->vm;
2562 }
2563
2564 /**
2565  * remove_vm_area - find and remove a continuous kernel virtual area
2566  * @addr:           base address
2567  *
2568  * Search for the kernel VM area starting at @addr, and remove it.
2569  * This function returns the found VM area, but using it is NOT safe
2570  * on SMP machines, except for its size or flags.
2571  *
2572  * Return: the area descriptor on success or %NULL on failure.
2573  */
2574 struct vm_struct *remove_vm_area(const void *addr)
2575 {
2576         struct vmap_area *va;
2577
2578         might_sleep();
2579
2580         spin_lock(&vmap_area_lock);
2581         va = __find_vmap_area((unsigned long)addr, &vmap_area_root);
2582         if (va && va->vm) {
2583                 struct vm_struct *vm = va->vm;
2584
2585                 va->vm = NULL;
2586                 spin_unlock(&vmap_area_lock);
2587
2588                 kasan_free_module_shadow(vm);
2589                 free_unmap_vmap_area(va);
2590
2591                 return vm;
2592         }
2593
2594         spin_unlock(&vmap_area_lock);
2595         return NULL;
2596 }
2597
2598 static inline void set_area_direct_map(const struct vm_struct *area,
2599                                        int (*set_direct_map)(struct page *page))
2600 {
2601         int i;
2602
2603         /* HUGE_VMALLOC passes small pages to set_direct_map */
2604         for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
2605                 if (page_address(area->pages[i]))
2606                         set_direct_map(area->pages[i]);
2607 }
2608
2609 /* Handle removing and resetting vm mappings related to the vm_struct. */
2610 static void vm_remove_mappings(struct vm_struct *area, int deallocate_pages)
2611 {
2612         unsigned long start = ULONG_MAX, end = 0;
2613         unsigned int page_order = vm_area_page_order(area);
2614         int flush_reset = area->flags & VM_FLUSH_RESET_PERMS;
2615         int flush_dmap = 0;
2616         int i;
2617
2618         remove_vm_area(area->addr);
2619
2620         /* If this is not VM_FLUSH_RESET_PERMS memory, no need for the below. */
2621         if (!flush_reset)
2622                 return;
2623
2624         /*
2625          * If not deallocating pages, just do the flush of the VM area and
2626          * return.
2627          */
2628         if (!deallocate_pages) {
2629                 vm_unmap_aliases();
2630                 return;
2631         }
2632
2633         /*
2634          * If execution gets here, flush the vm mapping and reset the direct
2635          * map. Find the start and end range of the direct mappings to make sure
2636          * the vm_unmap_aliases() flush includes the direct map.
2637          */
2638         for (i = 0; i < area->nr_pages; i += 1U << page_order) {
2639                 unsigned long addr = (unsigned long)page_address(area->pages[i]);
2640                 if (addr) {
2641                         unsigned long page_size;
2642
2643                         page_size = PAGE_SIZE << page_order;
2644                         start = min(addr, start);
2645                         end = max(addr + page_size, end);
2646                         flush_dmap = 1;
2647                 }
2648         }
2649
2650         /*
2651          * Set direct map to something invalid so that it won't be cached if
2652          * there are any accesses after the TLB flush, then flush the TLB and
2653          * reset the direct map permissions to the default.
2654          */
2655         set_area_direct_map(area, set_direct_map_invalid_noflush);
2656         _vm_unmap_aliases(start, end, flush_dmap);
2657         set_area_direct_map(area, set_direct_map_default_noflush);
2658 }
2659
2660 static void __vunmap(const void *addr, int deallocate_pages)
2661 {
2662         struct vm_struct *area;
2663
2664         if (!addr)
2665                 return;
2666
2667         if (WARN(!PAGE_ALIGNED(addr), "Trying to vfree() bad address (%p)\n",
2668                         addr))
2669                 return;
2670
2671         area = find_vm_area(addr);
2672         if (unlikely(!area)) {
2673                 WARN(1, KERN_ERR "Trying to vfree() nonexistent vm area (%p)\n",
2674                                 addr);
2675                 return;
2676         }
2677
2678         debug_check_no_locks_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2679         debug_check_no_obj_freed(area->addr, get_vm_area_size(area));
2680
2681         kasan_poison_vmalloc(area->addr, get_vm_area_size(area));
2682
2683         vm_remove_mappings(area, deallocate_pages);
2684
2685         if (deallocate_pages) {
2686                 int i;
2687
2688                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++) {
2689                         struct page *page = area->pages[i];
2690
2691                         BUG_ON(!page);
2692                         mod_memcg_page_state(page, MEMCG_VMALLOC, -1);
2693                         /*
2694                          * High-order allocs for huge vmallocs are split, so
2695                          * can be freed as an array of order-0 allocations
2696                          */
2697                         __free_pages(page, 0);
2698                         cond_resched();
2699                 }
2700                 atomic_long_sub(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
2701
2702                 kvfree(area->pages);
2703         }
2704
2705         kfree(area);
2706 }
2707
2708 static inline void __vfree_deferred(const void *addr)
2709 {
2710         /*
2711          * Use raw_cpu_ptr() because this can be called from preemptible
2712          * context. Preemption is absolutely fine here, because the llist_add()
2713          * implementation is lockless, so it works even if we are adding to
2714          * another cpu's list. schedule_work() should be fine with this too.
2715          */
2716         struct vfree_deferred *p = raw_cpu_ptr(&vfree_deferred);
2717
2718         if (llist_add((struct llist_node *)addr, &p->list))
2719                 schedule_work(&p->wq);
2720 }
2721
2722 /**
2723  * vfree_atomic - release memory allocated by vmalloc()
2724  * @addr:         memory base address
2725  *
2726  * This one is just like vfree() but can be called in any atomic context
2727  * except NMIs.
2728  */
2729 void vfree_atomic(const void *addr)
2730 {
2731         BUG_ON(in_nmi());
2732
2733         kmemleak_free(addr);
2734
2735         if (!addr)
2736                 return;
2737         __vfree_deferred(addr);
2738 }
2739
2740 static void __vfree(const void *addr)
2741 {
2742         if (unlikely(in_interrupt()))
2743                 __vfree_deferred(addr);
2744         else
2745                 __vunmap(addr, 1);
2746 }
2747
2748 /**
2749  * vfree - Release memory allocated by vmalloc()
2750  * @addr:  Memory base address
2751  *
2752  * Free the virtually continuous memory area starting at @addr, as obtained
2753  * from one of the vmalloc() family of APIs.  This will usually also free the
2754  * physical memory underlying the virtual allocation, but that memory is
2755  * reference counted, so it will not be freed until the last user goes away.
2756  *
2757  * If @addr is NULL, no operation is performed.
2758  *
2759  * Context:
2760  * May sleep if called *not* from interrupt context.
2761  * Must not be called in NMI context (strictly speaking, it could be
2762  * if we have CONFIG_ARCH_HAVE_NMI_SAFE_CMPXCHG, but making the calling
2763  * conventions for vfree() arch-dependent would be a really bad idea).
2764  */
2765 void vfree(const void *addr)
2766 {
2767         BUG_ON(in_nmi());
2768
2769         kmemleak_free(addr);
2770
2771         might_sleep_if(!in_interrupt());
2772
2773         if (!addr)
2774                 return;
2775
2776         __vfree(addr);
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL(vfree);
2779
2780 /**
2781  * vunmap - release virtual mapping obtained by vmap()
2782  * @addr:   memory base address
2783  *
2784  * Free the virtually contiguous memory area starting at @addr,
2785  * which was created from the page array passed to vmap().
2786  *
2787  * Must not be called in interrupt context.
2788  */
2789 void vunmap(const void *addr)
2790 {
2791         BUG_ON(in_interrupt());
2792         might_sleep();
2793         if (addr)
2794                 __vunmap(addr, 0);
2795 }
2796 EXPORT_SYMBOL(vunmap);
2797
2798 /**
2799  * vmap - map an array of pages into virtually contiguous space
2800  * @pages: array of page pointers
2801  * @count: number of pages to map
2802  * @flags: vm_area->flags
2803  * @prot: page protection for the mapping
2804  *
2805  * Maps @count pages from @pages into contiguous kernel virtual space.
2806  * If @flags contains %VM_MAP_PUT_PAGES the ownership of the pages array itself
2807  * (which must be kmalloc or vmalloc memory) and one reference per pages in it
2808  * are transferred from the caller to vmap(), and will be freed / dropped when
2809  * vfree() is called on the return value.
2810  *
2811  * Return: the address of the area or %NULL on failure
2812  */
2813 void *vmap(struct page **pages, unsigned int count,
2814            unsigned long flags, pgprot_t prot)
2815 {
2816         struct vm_struct *area;
2817         unsigned long addr;
2818         unsigned long size;             /* In bytes */
2819
2820         might_sleep();
2821
2822         /*
2823          * Your top guard is someone else's bottom guard. Not having a top
2824          * guard compromises someone else's mappings too.
2825          */
2826         if (WARN_ON_ONCE(flags & VM_NO_GUARD))
2827                 flags &= ~VM_NO_GUARD;
2828
2829         if (count > totalram_pages())
2830                 return NULL;
2831
2832         size = (unsigned long)count << PAGE_SHIFT;
2833         area = get_vm_area_caller(size, flags, __builtin_return_address(0));
2834         if (!area)
2835                 return NULL;
2836
2837         addr = (unsigned long)area->addr;
2838         if (vmap_pages_range(addr, addr + size, pgprot_nx(prot),
2839                                 pages, PAGE_SHIFT) < 0) {
2840                 vunmap(area->addr);
2841                 return NULL;
2842         }
2843
2844         if (flags & VM_MAP_PUT_PAGES) {
2845                 area->pages = pages;
2846                 area->nr_pages = count;
2847         }
2848         return area->addr;
2849 }
2850 EXPORT_SYMBOL(vmap);
2851
2852 #ifdef CONFIG_VMAP_PFN
2853 struct vmap_pfn_data {
2854         unsigned long   *pfns;
2855         pgprot_t        prot;
2856         unsigned int    idx;
2857 };
2858
2859 static int vmap_pfn_apply(pte_t *pte, unsigned long addr, void *private)
2860 {
2861         struct vmap_pfn_data *data = private;
2862
2863         if (WARN_ON_ONCE(pfn_valid(data->pfns[data->idx])))
2864                 return -EINVAL;
2865         *pte = pte_mkspecial(pfn_pte(data->pfns[data->idx++], data->prot));
2866         return 0;
2867 }
2868
2869 /**
2870  * vmap_pfn - map an array of PFNs into virtually contiguous space
2871  * @pfns: array of PFNs
2872  * @count: number of pages to map
2873  * @prot: page protection for the mapping
2874  *
2875  * Maps @count PFNs from @pfns into contiguous kernel virtual space and returns
2876  * the start address of the mapping.
2877  */
2878 void *vmap_pfn(unsigned long *pfns, unsigned int count, pgprot_t prot)
2879 {
2880         struct vmap_pfn_data data = { .pfns = pfns, .prot = pgprot_nx(prot) };
2881         struct vm_struct *area;
2882
2883         area = get_vm_area_caller(count * PAGE_SIZE, VM_IOREMAP,
2884                         __builtin_return_address(0));
2885         if (!area)
2886                 return NULL;
2887         if (apply_to_page_range(&init_mm, (unsigned long)area->addr,
2888                         count * PAGE_SIZE, vmap_pfn_apply, &data)) {
2889                 free_vm_area(area);
2890                 return NULL;
2891         }
2892         return area->addr;
2893 }
2894 EXPORT_SYMBOL_GPL(vmap_pfn);
2895 #endif /* CONFIG_VMAP_PFN */
2896
2897 static inline unsigned int
2898 vm_area_alloc_pages(gfp_t gfp, int nid,
2899                 unsigned int order, unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2900 {
2901         unsigned int nr_allocated = 0;
2902         struct page *page;
2903         int i;
2904
2905         /*
2906          * For order-0 pages we make use of bulk allocator, if
2907          * the page array is partly or not at all populated due
2908          * to fails, fallback to a single page allocator that is
2909          * more permissive.
2910          */
2911         if (!order) {
2912                 gfp_t bulk_gfp = gfp & ~__GFP_NOFAIL;
2913
2914                 while (nr_allocated < nr_pages) {
2915                         unsigned int nr, nr_pages_request;
2916
2917                         /*
2918                          * A maximum allowed request is hard-coded and is 100
2919                          * pages per call. That is done in order to prevent a
2920                          * long preemption off scenario in the bulk-allocator
2921                          * so the range is [1:100].
2922                          */
2923                         nr_pages_request = min(100U, nr_pages - nr_allocated);
2924
2925                         /* memory allocation should consider mempolicy, we can't
2926                          * wrongly use nearest node when nid == NUMA_NO_NODE,
2927                          * otherwise memory may be allocated in only one node,
2928                          * but mempolicy wants to alloc memory by interleaving.
2929                          */
2930                         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA) && nid == NUMA_NO_NODE)
2931                                 nr = alloc_pages_bulk_array_mempolicy(bulk_gfp,
2932                                                         nr_pages_request,
2933                                                         pages + nr_allocated);
2934
2935                         else
2936                                 nr = alloc_pages_bulk_array_node(bulk_gfp, nid,
2937                                                         nr_pages_request,
2938                                                         pages + nr_allocated);
2939
2940                         nr_allocated += nr;
2941                         cond_resched();
2942
2943                         /*
2944                          * If zero or pages were obtained partly,
2945                          * fallback to a single page allocator.
2946                          */
2947                         if (nr != nr_pages_request)
2948                                 break;
2949                 }
2950         }
2951
2952         /* High-order pages or fallback path if "bulk" fails. */
2953
2954         while (nr_allocated < nr_pages) {
2955                 if (fatal_signal_pending(current))
2956                         break;
2957
2958                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
2959                         page = alloc_pages(gfp, order);
2960                 else
2961                         page = alloc_pages_node(nid, gfp, order);
2962                 if (unlikely(!page))
2963                         break;
2964                 /*
2965                  * Higher order allocations must be able to be treated as
2966                  * indepdenent small pages by callers (as they can with
2967                  * small-page vmallocs). Some drivers do their own refcounting
2968                  * on vmalloc_to_page() pages, some use page->mapping,
2969                  * page->lru, etc.
2970                  */
2971                 if (order)
2972                         split_page(page, order);
2973
2974                 /*
2975                  * Careful, we allocate and map page-order pages, but
2976                  * tracking is done per PAGE_SIZE page so as to keep the
2977                  * vm_struct APIs independent of the physical/mapped size.
2978                  */
2979                 for (i = 0; i < (1U << order); i++)
2980                         pages[nr_allocated + i] = page + i;
2981
2982                 cond_resched();
2983                 nr_allocated += 1U << order;
2984         }
2985
2986         return nr_allocated;
2987 }
2988
2989 static void *__vmalloc_area_node(struct vm_struct *area, gfp_t gfp_mask,
2990                                  pgprot_t prot, unsigned int page_shift,
2991                                  int node)
2992 {
2993         const gfp_t nested_gfp = (gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK) | __GFP_ZERO;
2994         bool nofail = gfp_mask & __GFP_NOFAIL;
2995         unsigned long addr = (unsigned long)area->addr;
2996         unsigned long size = get_vm_area_size(area);
2997         unsigned long array_size;
2998         unsigned int nr_small_pages = size >> PAGE_SHIFT;
2999         unsigned int page_order;
3000         unsigned int flags;
3001         int ret;
3002
3003         array_size = (unsigned long)nr_small_pages * sizeof(struct page *);
3004         gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
3005         if (!(gfp_mask & (GFP_DMA | GFP_DMA32)))
3006                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
3007
3008         /* Please note that the recursion is strictly bounded. */
3009         if (array_size > PAGE_SIZE) {
3010                 area->pages = __vmalloc_node(array_size, 1, nested_gfp, node,
3011                                         area->caller);
3012         } else {
3013                 area->pages = kmalloc_node(array_size, nested_gfp, node);
3014         }
3015
3016         if (!area->pages) {
3017                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3018                         "vmalloc error: size %lu, failed to allocated page array size %lu",
3019                         nr_small_pages * PAGE_SIZE, array_size);
3020                 free_vm_area(area);
3021                 return NULL;
3022         }
3023
3024         set_vm_area_page_order(area, page_shift - PAGE_SHIFT);
3025         page_order = vm_area_page_order(area);
3026
3027         area->nr_pages = vm_area_alloc_pages(gfp_mask | __GFP_NOWARN,
3028                 node, page_order, nr_small_pages, area->pages);
3029
3030         atomic_long_add(area->nr_pages, &nr_vmalloc_pages);
3031         if (gfp_mask & __GFP_ACCOUNT) {
3032                 int i;
3033
3034                 for (i = 0; i < area->nr_pages; i++)
3035                         mod_memcg_page_state(area->pages[i], MEMCG_VMALLOC, 1);
3036         }
3037
3038         /*
3039          * If not enough pages were obtained to accomplish an
3040          * allocation request, free them via __vfree() if any.
3041          */
3042         if (area->nr_pages != nr_small_pages) {
3043                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3044                         "vmalloc error: size %lu, page order %u, failed to allocate pages",
3045                         area->nr_pages * PAGE_SIZE, page_order);
3046                 goto fail;
3047         }
3048
3049         /*
3050          * page tables allocations ignore external gfp mask, enforce it
3051          * by the scope API
3052          */
3053         if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == __GFP_IO)
3054                 flags = memalloc_nofs_save();
3055         else if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == 0)
3056                 flags = memalloc_noio_save();
3057
3058         do {
3059                 ret = vmap_pages_range(addr, addr + size, prot, area->pages,
3060                         page_shift);
3061                 if (nofail && (ret < 0))
3062                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3063         } while (nofail && (ret < 0));
3064
3065         if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == __GFP_IO)
3066                 memalloc_nofs_restore(flags);
3067         else if ((gfp_mask & (__GFP_FS | __GFP_IO)) == 0)
3068                 memalloc_noio_restore(flags);
3069
3070         if (ret < 0) {
3071                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3072                         "vmalloc error: size %lu, failed to map pages",
3073                         area->nr_pages * PAGE_SIZE);
3074                 goto fail;
3075         }
3076
3077         return area->addr;
3078
3079 fail:
3080         __vfree(area->addr);
3081         return NULL;
3082 }
3083
3084 /**
3085  * __vmalloc_node_range - allocate virtually contiguous memory
3086  * @size:                 allocation size
3087  * @align:                desired alignment
3088  * @start:                vm area range start
3089  * @end:                  vm area range end
3090  * @gfp_mask:             flags for the page level allocator
3091  * @prot:                 protection mask for the allocated pages
3092  * @vm_flags:             additional vm area flags (e.g. %VM_NO_GUARD)
3093  * @node:                 node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
3094  * @caller:               caller's return address
3095  *
3096  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3097  * allocator with @gfp_mask flags. Please note that the full set of gfp
3098  * flags are not supported. GFP_KERNEL, GFP_NOFS and GFP_NOIO are all
3099  * supported.
3100  * Zone modifiers are not supported. From the reclaim modifiers
3101  * __GFP_DIRECT_RECLAIM is required (aka GFP_NOWAIT is not supported)
3102  * and only __GFP_NOFAIL is supported (i.e. __GFP_NORETRY and
3103  * __GFP_RETRY_MAYFAIL are not supported).
3104  *
3105  * __GFP_NOWARN can be used to suppress failures messages.
3106  *
3107  * Map them into contiguous kernel virtual space, using a pagetable
3108  * protection of @prot.
3109  *
3110  * Return: the address of the area or %NULL on failure
3111  */
3112 void *__vmalloc_node_range(unsigned long size, unsigned long align,
3113                         unsigned long start, unsigned long end, gfp_t gfp_mask,
3114                         pgprot_t prot, unsigned long vm_flags, int node,
3115                         const void *caller)
3116 {
3117         struct vm_struct *area;
3118         void *ret;
3119         kasan_vmalloc_flags_t kasan_flags = KASAN_VMALLOC_NONE;
3120         unsigned long real_size = size;
3121         unsigned long real_align = align;
3122         unsigned int shift = PAGE_SHIFT;
3123
3124         if (WARN_ON_ONCE(!size))
3125                 return NULL;
3126
3127         if ((size >> PAGE_SHIFT) > totalram_pages()) {
3128                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3129                         "vmalloc error: size %lu, exceeds total pages",
3130                         real_size);
3131                 return NULL;
3132         }
3133
3134         if (vmap_allow_huge && (vm_flags & VM_ALLOW_HUGE_VMAP)) {
3135                 unsigned long size_per_node;
3136
3137                 /*
3138                  * Try huge pages. Only try for PAGE_KERNEL allocations,
3139                  * others like modules don't yet expect huge pages in
3140                  * their allocations due to apply_to_page_range not
3141                  * supporting them.
3142                  */
3143
3144                 size_per_node = size;
3145                 if (node == NUMA_NO_NODE)
3146                         size_per_node /= num_online_nodes();
3147                 if (arch_vmap_pmd_supported(prot) && size_per_node >= PMD_SIZE)
3148                         shift = PMD_SHIFT;
3149                 else
3150                         shift = arch_vmap_pte_supported_shift(size_per_node);
3151
3152                 align = max(real_align, 1UL << shift);
3153                 size = ALIGN(real_size, 1UL << shift);
3154         }
3155
3156 again:
3157         area = __get_vm_area_node(real_size, align, shift, VM_ALLOC |
3158                                   VM_UNINITIALIZED | vm_flags, start, end, node,
3159                                   gfp_mask, caller);
3160         if (!area) {
3161                 bool nofail = gfp_mask & __GFP_NOFAIL;
3162                 warn_alloc(gfp_mask, NULL,
3163                         "vmalloc error: size %lu, vm_struct allocation failed%s",
3164                         real_size, (nofail) ? ". Retrying." : "");
3165                 if (nofail) {
3166                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3167                         goto again;
3168                 }
3169                 goto fail;
3170         }
3171
3172         /*
3173          * Prepare arguments for __vmalloc_area_node() and
3174          * kasan_unpoison_vmalloc().
3175          */
3176         if (pgprot_val(prot) == pgprot_val(PAGE_KERNEL)) {
3177                 if (kasan_hw_tags_enabled()) {
3178                         /*
3179                          * Modify protection bits to allow tagging.
3180                          * This must be done before mapping.
3181                          */
3182                         prot = arch_vmap_pgprot_tagged(prot);
3183
3184                         /*
3185                          * Skip page_alloc poisoning and zeroing for physical
3186                          * pages backing VM_ALLOC mapping. Memory is instead
3187                          * poisoned and zeroed by kasan_unpoison_vmalloc().
3188                          */
3189                         gfp_mask |= __GFP_SKIP_KASAN_UNPOISON | __GFP_SKIP_ZERO;
3190                 }
3191
3192                 /* Take note that the mapping is PAGE_KERNEL. */
3193                 kasan_flags |= KASAN_VMALLOC_PROT_NORMAL;
3194         }
3195
3196         /* Allocate physical pages and map them into vmalloc space. */
3197         ret = __vmalloc_area_node(area, gfp_mask, prot, shift, node);
3198         if (!ret)
3199                 goto fail;
3200
3201         /*
3202          * Mark the pages as accessible, now that they are mapped.
3203          * The condition for setting KASAN_VMALLOC_INIT should complement the
3204          * one in post_alloc_hook() with regards to the __GFP_SKIP_ZERO check
3205          * to make sure that memory is initialized under the same conditions.
3206          * Tag-based KASAN modes only assign tags to normal non-executable
3207          * allocations, see __kasan_unpoison_vmalloc().
3208          */
3209         kasan_flags |= KASAN_VMALLOC_VM_ALLOC;
3210         if (!want_init_on_free() && want_init_on_alloc(gfp_mask) &&
3211             (gfp_mask & __GFP_SKIP_ZERO))
3212                 kasan_flags |= KASAN_VMALLOC_INIT;
3213         /* KASAN_VMALLOC_PROT_NORMAL already set if required. */
3214         area->addr = kasan_unpoison_vmalloc(area->addr, real_size, kasan_flags);
3215
3216         /*
3217          * In this function, newly allocated vm_struct has VM_UNINITIALIZED
3218          * flag. It means that vm_struct is not fully initialized.
3219          * Now, it is fully initialized, so remove this flag here.
3220          */
3221         clear_vm_uninitialized_flag(area);
3222
3223         size = PAGE_ALIGN(size);
3224         if (!(vm_flags & VM_DEFER_KMEMLEAK))
3225                 kmemleak_vmalloc(area, size, gfp_mask);
3226
3227         return area->addr;
3228
3229 fail:
3230         if (shift > PAGE_SHIFT) {
3231                 shift = PAGE_SHIFT;
3232                 align = real_align;
3233                 size = real_size;
3234                 goto again;
3235         }
3236
3237         return NULL;
3238 }
3239
3240 /**
3241  * __vmalloc_node - allocate virtually contiguous memory
3242  * @size:           allocation size
3243  * @align:          desired alignment
3244  * @gfp_mask:       flags for the page level allocator
3245  * @node:           node to use for allocation or NUMA_NO_NODE
3246  * @caller:         caller's return address
3247  *
3248  * Allocate enough pages to cover @size from the page level allocator with
3249  * @gfp_mask flags.  Map them into contiguous kernel virtual space.
3250  *
3251  * Reclaim modifiers in @gfp_mask - __GFP_NORETRY, __GFP_RETRY_MAYFAIL
3252  * and __GFP_NOFAIL are not supported
3253  *
3254  * Any use of gfp flags outside of GFP_KERNEL should be consulted
3255  * with mm people.
3256  *
3257  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3258  */
3259 void *__vmalloc_node(unsigned long size, unsigned long align,
3260                             gfp_t gfp_mask, int node, const void *caller)
3261 {
3262         return __vmalloc_node_range(size, align, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3263                                 gfp_mask, PAGE_KERNEL, 0, node, caller);
3264 }
3265 /*
3266  * This is only for performance analysis of vmalloc and stress purpose.
3267  * It is required by vmalloc test module, therefore do not use it other
3268  * than that.
3269  */
3270 #ifdef CONFIG_TEST_VMALLOC_MODULE
3271 EXPORT_SYMBOL_GPL(__vmalloc_node);
3272 #endif
3273
3274 void *__vmalloc(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
3275 {
3276         return __vmalloc_node(size, 1, gfp_mask, NUMA_NO_NODE,
3277                                 __builtin_return_address(0));
3278 }
3279 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc);
3280
3281 /**
3282  * vmalloc - allocate virtually contiguous memory
3283  * @size:    allocation size
3284  *
3285  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3286  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3287  *
3288  * For tight control over page level allocator and protection flags
3289  * use __vmalloc() instead.
3290  *
3291  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3292  */
3293 void *vmalloc(unsigned long size)
3294 {
3295         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, NUMA_NO_NODE,
3296                                 __builtin_return_address(0));
3297 }
3298 EXPORT_SYMBOL(vmalloc);
3299
3300 /**
3301  * vmalloc_huge - allocate virtually contiguous memory, allow huge pages
3302  * @size:      allocation size
3303  * @gfp_mask:  flags for the page level allocator
3304  *
3305  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3306  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3307  * If @size is greater than or equal to PMD_SIZE, allow using
3308  * huge pages for the memory
3309  *
3310  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3311  */
3312 void *vmalloc_huge(unsigned long size, gfp_t gfp_mask)
3313 {
3314         return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3315                                     gfp_mask, PAGE_KERNEL, VM_ALLOW_HUGE_VMAP,
3316                                     NUMA_NO_NODE, __builtin_return_address(0));
3317 }
3318 EXPORT_SYMBOL_GPL(vmalloc_huge);
3319
3320 /**
3321  * vzalloc - allocate virtually contiguous memory with zero fill
3322  * @size:    allocation size
3323  *
3324  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3325  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3326  * The memory allocated is set to zero.
3327  *
3328  * For tight control over page level allocator and protection flags
3329  * use __vmalloc() instead.
3330  *
3331  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3332  */
3333 void *vzalloc(unsigned long size)
3334 {
3335         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, NUMA_NO_NODE,
3336                                 __builtin_return_address(0));
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL(vzalloc);
3339
3340 /**
3341  * vmalloc_user - allocate zeroed virtually contiguous memory for userspace
3342  * @size: allocation size
3343  *
3344  * The resulting memory area is zeroed so it can be mapped to userspace
3345  * without leaking data.
3346  *
3347  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3348  */
3349 void *vmalloc_user(unsigned long size)
3350 {
3351         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3352                                     GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
3353                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
3354                                     __builtin_return_address(0));
3355 }
3356 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_user);
3357
3358 /**
3359  * vmalloc_node - allocate memory on a specific node
3360  * @size:         allocation size
3361  * @node:         numa node
3362  *
3363  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3364  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3365  *
3366  * For tight control over page level allocator and protection flags
3367  * use __vmalloc() instead.
3368  *
3369  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3370  */
3371 void *vmalloc_node(unsigned long size, int node)
3372 {
3373         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL, node,
3374                         __builtin_return_address(0));
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_node);
3377
3378 /**
3379  * vzalloc_node - allocate memory on a specific node with zero fill
3380  * @size:       allocation size
3381  * @node:       numa node
3382  *
3383  * Allocate enough pages to cover @size from the page level
3384  * allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3385  * The memory allocated is set to zero.
3386  *
3387  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3388  */
3389 void *vzalloc_node(unsigned long size, int node)
3390 {
3391         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node,
3392                                 __builtin_return_address(0));
3393 }
3394 EXPORT_SYMBOL(vzalloc_node);
3395
3396 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
3397 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
3398 #elif defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
3399 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA | GFP_KERNEL)
3400 #else
3401 /*
3402  * 64b systems should always have either DMA or DMA32 zones. For others
3403  * GFP_DMA32 should do the right thing and use the normal zone.
3404  */
3405 #define GFP_VMALLOC32 (GFP_DMA32 | GFP_KERNEL)
3406 #endif
3407
3408 /**
3409  * vmalloc_32 - allocate virtually contiguous memory (32bit addressable)
3410  * @size:       allocation size
3411  *
3412  * Allocate enough 32bit PA addressable pages to cover @size from the
3413  * page level allocator and map them into contiguous kernel virtual space.
3414  *
3415  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3416  */
3417 void *vmalloc_32(unsigned long size)
3418 {
3419         return __vmalloc_node(size, 1, GFP_VMALLOC32, NUMA_NO_NODE,
3420                         __builtin_return_address(0));
3421 }
3422 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32);
3423
3424 /**
3425  * vmalloc_32_user - allocate zeroed virtually contiguous 32bit memory
3426  * @size:            allocation size
3427  *
3428  * The resulting memory area is 32bit addressable and zeroed so it can be
3429  * mapped to userspace without leaking data.
3430  *
3431  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL on error
3432  */
3433 void *vmalloc_32_user(unsigned long size)
3434 {
3435         return __vmalloc_node_range(size, SHMLBA,  VMALLOC_START, VMALLOC_END,
3436                                     GFP_VMALLOC32 | __GFP_ZERO, PAGE_KERNEL,
3437                                     VM_USERMAP, NUMA_NO_NODE,
3438                                     __builtin_return_address(0));
3439 }
3440 EXPORT_SYMBOL(vmalloc_32_user);
3441
3442 /*
3443  * small helper routine , copy contents to buf from addr.
3444  * If the page is not present, fill zero.
3445  */
3446
3447 static int aligned_vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
3448 {
3449         struct page *p;
3450         int copied = 0;
3451
3452         while (count) {
3453                 unsigned long offset, length;
3454
3455                 offset = offset_in_page(addr);
3456                 length = PAGE_SIZE - offset;
3457                 if (length > count)
3458                         length = count;
3459                 p = vmalloc_to_page(addr);
3460                 /*
3461                  * To do safe access to this _mapped_ area, we need
3462                  * lock. But adding lock here means that we need to add
3463                  * overhead of vmalloc()/vfree() calls for this _debug_
3464                  * interface, rarely used. Instead of that, we'll use
3465                  * kmap() and get small overhead in this access function.
3466                  */
3467                 if (p) {
3468                         /* We can expect USER0 is not used -- see vread() */
3469                         void *map = kmap_atomic(p);
3470                         memcpy(buf, map + offset, length);
3471                         kunmap_atomic(map);
3472                 } else
3473                         memset(buf, 0, length);
3474
3475                 addr += length;
3476                 buf += length;
3477                 copied += length;
3478                 count -= length;
3479         }
3480         return copied;
3481 }
3482
3483 /**
3484  * vread() - read vmalloc area in a safe way.
3485  * @buf:     buffer for reading data
3486  * @addr:    vm address.
3487  * @count:   number of bytes to be read.
3488  *
3489  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
3490  * copy data from that area to a given buffer. If the given memory range
3491  * of [addr...addr+count) includes some valid address, data is copied to
3492  * proper area of @buf. If there are memory holes, they'll be zero-filled.
3493  * IOREMAP area is treated as memory hole and no copy is done.
3494  *
3495  * If [addr...addr+count) doesn't includes any intersects with alive
3496  * vm_struct area, returns 0. @buf should be kernel's buffer.
3497  *
3498  * Note: In usual ops, vread() is never necessary because the caller
3499  * should know vmalloc() area is valid and can use memcpy().
3500  * This is for routines which have to access vmalloc area without
3501  * any information, as /proc/kcore.
3502  *
3503  * Return: number of bytes for which addr and buf should be increased
3504  * (same number as @count) or %0 if [addr...addr+count) doesn't
3505  * include any intersection with valid vmalloc area
3506  */
3507 long vread(char *buf, char *addr, unsigned long count)
3508 {
3509         struct vmap_area *va;
3510         struct vm_struct *vm;
3511         char *vaddr, *buf_start = buf;
3512         unsigned long buflen = count;
3513         unsigned long n;
3514
3515         addr = kasan_reset_tag(addr);
3516
3517         /* Don't allow overflow */
3518         if ((unsigned long) addr + count < count)
3519                 count = -(unsigned long) addr;
3520
3521         spin_lock(&vmap_area_lock);
3522         va = find_vmap_area_exceed_addr((unsigned long)addr);
3523         if (!va)
3524                 goto finished;
3525
3526         /* no intersects with alive vmap_area */
3527         if ((unsigned long)addr + count <= va->va_start)
3528                 goto finished;
3529
3530         list_for_each_entry_from(va, &vmap_area_list, list) {
3531                 if (!count)
3532                         break;
3533
3534                 if (!va->vm)
3535                         continue;
3536
3537                 vm = va->vm;
3538                 vaddr = (char *) vm->addr;
3539                 if (addr >= vaddr + get_vm_area_size(vm))
3540                         continue;
3541                 while (addr < vaddr) {
3542                         if (count == 0)
3543                                 goto finished;
3544                         *buf = '\0';
3545                         buf++;
3546                         addr++;
3547                         count--;
3548                 }
3549                 n = vaddr + get_vm_area_size(vm) - addr;
3550                 if (n > count)
3551                         n = count;
3552                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
3553                         aligned_vread(buf, addr, n);
3554                 else /* IOREMAP area is treated as memory hole */
3555                         memset(buf, 0, n);
3556                 buf += n;
3557                 addr += n;
3558                 count -= n;
3559         }
3560 finished:
3561         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3562
3563         if (buf == buf_start)
3564                 return 0;
3565         /* zero-fill memory holes */
3566         if (buf != buf_start + buflen)
3567                 memset(buf, 0, buflen - (buf - buf_start));
3568
3569         return buflen;
3570 }
3571
3572 /**
3573  * remap_vmalloc_range_partial - map vmalloc pages to userspace
3574  * @vma:                vma to cover
3575  * @uaddr:              target user address to start at
3576  * @kaddr:              virtual address of vmalloc kernel memory
3577  * @pgoff:              offset from @kaddr to start at
3578  * @size:               size of map area
3579  *
3580  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
3581  *
3582  * This function checks that @kaddr is a valid vmalloc'ed area,
3583  * and that it is big enough to cover the range starting at
3584  * @uaddr in @vma. Will return failure if that criteria isn't
3585  * met.
3586  *
3587  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
3588  */
3589 int remap_vmalloc_range_partial(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr,
3590                                 void *kaddr, unsigned long pgoff,
3591                                 unsigned long size)
3592 {
3593         struct vm_struct *area;
3594         unsigned long off;
3595         unsigned long end_index;
3596
3597         if (check_shl_overflow(pgoff, PAGE_SHIFT, &off))
3598                 return -EINVAL;
3599
3600         size = PAGE_ALIGN(size);
3601
3602         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr) || !PAGE_ALIGNED(kaddr))
3603                 return -EINVAL;
3604
3605         area = find_vm_area(kaddr);
3606         if (!area)
3607                 return -EINVAL;
3608
3609         if (!(area->flags & (VM_USERMAP | VM_DMA_COHERENT)))
3610                 return -EINVAL;
3611
3612         if (check_add_overflow(size, off, &end_index) ||
3613             end_index > get_vm_area_size(area))
3614                 return -EINVAL;
3615         kaddr += off;
3616
3617         do {
3618                 struct page *page = vmalloc_to_page(kaddr);
3619                 int ret;
3620
3621                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, page);
3622                 if (ret)
3623                         return ret;
3624
3625                 uaddr += PAGE_SIZE;
3626                 kaddr += PAGE_SIZE;
3627                 size -= PAGE_SIZE;
3628         } while (size > 0);
3629
3630         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
3631
3632         return 0;
3633 }
3634
3635 /**
3636  * remap_vmalloc_range - map vmalloc pages to userspace
3637  * @vma:                vma to cover (map full range of vma)
3638  * @addr:               vmalloc memory
3639  * @pgoff:              number of pages into addr before first page to map
3640  *
3641  * Returns:     0 for success, -Exxx on failure
3642  *
3643  * This function checks that addr is a valid vmalloc'ed area, and
3644  * that it is big enough to cover the vma. Will return failure if
3645  * that criteria isn't met.
3646  *
3647  * Similar to remap_pfn_range() (see mm/memory.c)
3648  */
3649 int remap_vmalloc_range(struct vm_area_struct *vma, void *addr,
3650                                                 unsigned long pgoff)
3651 {
3652         return remap_vmalloc_range_partial(vma, vma->vm_start,
3653                                            addr, pgoff,
3654                                            vma->vm_end - vma->vm_start);
3655 }
3656 EXPORT_SYMBOL(remap_vmalloc_range);
3657
3658 void free_vm_area(struct vm_struct *area)
3659 {
3660         struct vm_struct *ret;
3661         ret = remove_vm_area(area->addr);
3662         BUG_ON(ret != area);
3663         kfree(area);
3664 }
3665 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_vm_area);
3666
3667 #ifdef CONFIG_SMP
3668 static struct vmap_area *node_to_va(struct rb_node *n)
3669 {
3670         return rb_entry_safe(n, struct vmap_area, rb_node);
3671 }
3672
3673 /**
3674  * pvm_find_va_enclose_addr - find the vmap_area @addr belongs to
3675  * @addr: target address
3676  *
3677  * Returns: vmap_area if it is found. If there is no such area
3678  *   the first highest(reverse order) vmap_area is returned
3679  *   i.e. va->va_start < addr && va->va_end < addr or NULL
3680  *   if there are no any areas before @addr.
3681  */
3682 static struct vmap_area *
3683 pvm_find_va_enclose_addr(unsigned long addr)
3684 {
3685         struct vmap_area *va, *tmp;
3686         struct rb_node *n;
3687
3688         n = free_vmap_area_root.rb_node;
3689         va = NULL;
3690
3691         while (n) {
3692                 tmp = rb_entry(n, struct vmap_area, rb_node);
3693                 if (tmp->va_start <= addr) {
3694                         va = tmp;
3695                         if (tmp->va_end >= addr)
3696                                 break;
3697
3698                         n = n->rb_right;
3699                 } else {
3700                         n = n->rb_left;
3701                 }
3702         }
3703
3704         return va;
3705 }
3706
3707 /**
3708  * pvm_determine_end_from_reverse - find the highest aligned address
3709  * of free block below VMALLOC_END
3710  * @va:
3711  *   in - the VA we start the search(reverse order);
3712  *   out - the VA with the highest aligned end address.
3713  * @align: alignment for required highest address
3714  *
3715  * Returns: determined end address within vmap_area
3716  */
3717 static unsigned long
3718 pvm_determine_end_from_reverse(struct vmap_area **va, unsigned long align)
3719 {
3720         unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3721         unsigned long addr;
3722
3723         if (likely(*va)) {
3724                 list_for_each_entry_from_reverse((*va),
3725                                 &free_vmap_area_list, list) {
3726                         addr = min((*va)->va_end & ~(align - 1), vmalloc_end);
3727                         if ((*va)->va_start < addr)
3728                                 return addr;
3729                 }
3730         }
3731
3732         return 0;
3733 }
3734
3735 /**
3736  * pcpu_get_vm_areas - allocate vmalloc areas for percpu allocator
3737  * @offsets: array containing offset of each area
3738  * @sizes: array containing size of each area
3739  * @nr_vms: the number of areas to allocate
3740  * @align: alignment, all entries in @offsets and @sizes must be aligned to this
3741  *
3742  * Returns: kmalloc'd vm_struct pointer array pointing to allocated
3743  *          vm_structs on success, %NULL on failure
3744  *
3745  * Percpu allocator wants to use congruent vm areas so that it can
3746  * maintain the offsets among percpu areas.  This function allocates
3747  * congruent vmalloc areas for it with GFP_KERNEL.  These areas tend to
3748  * be scattered pretty far, distance between two areas easily going up
3749  * to gigabytes.  To avoid interacting with regular vmallocs, these
3750  * areas are allocated from top.
3751  *
3752  * Despite its complicated look, this allocator is rather simple. It
3753  * does everything top-down and scans free blocks from the end looking
3754  * for matching base. While scanning, if any of the areas do not fit the
3755  * base address is pulled down to fit the area. Scanning is repeated till
3756  * all the areas fit and then all necessary data structures are inserted
3757  * and the result is returned.
3758  */
3759 struct vm_struct **pcpu_get_vm_areas(const unsigned long *offsets,
3760                                      const size_t *sizes, int nr_vms,
3761                                      size_t align)
3762 {
3763         const unsigned long vmalloc_start = ALIGN(VMALLOC_START, align);
3764         const unsigned long vmalloc_end = VMALLOC_END & ~(align - 1);
3765         struct vmap_area **vas, *va;
3766         struct vm_struct **vms;
3767         int area, area2, last_area, term_area;
3768         unsigned long base, start, size, end, last_end, orig_start, orig_end;
3769         bool purged = false;
3770
3771         /* verify parameters and allocate data structures */
3772         BUG_ON(offset_in_page(align) || !is_power_of_2(align));
3773         for (last_area = 0, area = 0; area < nr_vms; area++) {
3774                 start = offsets[area];
3775                 end = start + sizes[area];
3776
3777                 /* is everything aligned properly? */
3778                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(offsets[area], align));
3779                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(sizes[area], align));
3780
3781                 /* detect the area with the highest address */
3782                 if (start > offsets[last_area])
3783                         last_area = area;
3784
3785                 for (area2 = area + 1; area2 < nr_vms; area2++) {
3786                         unsigned long start2 = offsets[area2];
3787                         unsigned long end2 = start2 + sizes[area2];
3788
3789                         BUG_ON(start2 < end && start < end2);
3790                 }
3791         }
3792         last_end = offsets[last_area] + sizes[last_area];
3793
3794         if (vmalloc_end - vmalloc_start < last_end) {
3795                 WARN_ON(true);
3796                 return NULL;
3797         }
3798
3799         vms = kcalloc(nr_vms, sizeof(vms[0]), GFP_KERNEL);
3800         vas = kcalloc(nr_vms, sizeof(vas[0]), GFP_KERNEL);
3801         if (!vas || !vms)
3802                 goto err_free2;
3803
3804         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3805                 vas[area] = kmem_cache_zalloc(vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3806                 vms[area] = kzalloc(sizeof(struct vm_struct), GFP_KERNEL);
3807                 if (!vas[area] || !vms[area])
3808                         goto err_free;
3809         }
3810 retry:
3811         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
3812
3813         /* start scanning - we scan from the top, begin with the last area */
3814         area = term_area = last_area;
3815         start = offsets[area];
3816         end = start + sizes[area];
3817
3818         va = pvm_find_va_enclose_addr(vmalloc_end);
3819         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3820
3821         while (true) {
3822                 /*
3823                  * base might have underflowed, add last_end before
3824                  * comparing.
3825                  */
3826                 if (base + last_end < vmalloc_start + last_end)
3827                         goto overflow;
3828
3829                 /*
3830                  * Fitting base has not been found.
3831                  */
3832                 if (va == NULL)
3833                         goto overflow;
3834
3835                 /*
3836                  * If required width exceeds current VA block, move
3837                  * base downwards and then recheck.
3838                  */
3839                 if (base + end > va->va_end) {
3840                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3841                         term_area = area;
3842                         continue;
3843                 }
3844
3845                 /*
3846                  * If this VA does not fit, move base downwards and recheck.
3847                  */
3848                 if (base + start < va->va_start) {
3849                         va = node_to_va(rb_prev(&va->rb_node));
3850                         base = pvm_determine_end_from_reverse(&va, align) - end;
3851                         term_area = area;
3852                         continue;
3853                 }
3854
3855                 /*
3856                  * This area fits, move on to the previous one.  If
3857                  * the previous one is the terminal one, we're done.
3858                  */
3859                 area = (area + nr_vms - 1) % nr_vms;
3860                 if (area == term_area)
3861                         break;
3862
3863                 start = offsets[area];
3864                 end = start + sizes[area];
3865                 va = pvm_find_va_enclose_addr(base + end);
3866         }
3867
3868         /* we've found a fitting base, insert all va's */
3869         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3870                 int ret;
3871
3872                 start = base + offsets[area];
3873                 size = sizes[area];
3874
3875                 va = pvm_find_va_enclose_addr(start);
3876                 if (WARN_ON_ONCE(va == NULL))
3877                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3878                         goto recovery;
3879
3880                 ret = adjust_va_to_fit_type(&free_vmap_area_root,
3881                                             &free_vmap_area_list,
3882                                             va, start, size);
3883                 if (WARN_ON_ONCE(unlikely(ret)))
3884                         /* It is a BUG(), but trigger recovery instead. */
3885                         goto recovery;
3886
3887                 /* Allocated area. */
3888                 va = vas[area];
3889                 va->va_start = start;
3890                 va->va_end = start + size;
3891         }
3892
3893         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3894
3895         /* populate the kasan shadow space */
3896         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3897                 if (kasan_populate_vmalloc(vas[area]->va_start, sizes[area]))
3898                         goto err_free_shadow;
3899         }
3900
3901         /* insert all vm's */
3902         spin_lock(&vmap_area_lock);
3903         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3904                 insert_vmap_area(vas[area], &vmap_area_root, &vmap_area_list);
3905
3906                 setup_vmalloc_vm_locked(vms[area], vas[area], VM_ALLOC,
3907                                  pcpu_get_vm_areas);
3908         }
3909         spin_unlock(&vmap_area_lock);
3910
3911         /*
3912          * Mark allocated areas as accessible. Do it now as a best-effort
3913          * approach, as they can be mapped outside of vmalloc code.
3914          * With hardware tag-based KASAN, marking is skipped for
3915          * non-VM_ALLOC mappings, see __kasan_unpoison_vmalloc().
3916          */
3917         for (area = 0; area < nr_vms; area++)
3918                 vms[area]->addr = kasan_unpoison_vmalloc(vms[area]->addr,
3919                                 vms[area]->size, KASAN_VMALLOC_PROT_NORMAL);
3920
3921         kfree(vas);
3922         return vms;
3923
3924 recovery:
3925         /*
3926          * Remove previously allocated areas. There is no
3927          * need in removing these areas from the busy tree,
3928          * because they are inserted only on the final step
3929          * and when pcpu_get_vm_areas() is success.
3930          */
3931         while (area--) {
3932                 orig_start = vas[area]->va_start;
3933                 orig_end = vas[area]->va_end;
3934                 va = merge_or_add_vmap_area_augment(vas[area], &free_vmap_area_root,
3935                                 &free_vmap_area_list);
3936                 if (va)
3937                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
3938                                 va->va_start, va->va_end);
3939                 vas[area] = NULL;
3940         }
3941
3942 overflow:
3943         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3944         if (!purged) {
3945                 purge_vmap_area_lazy();
3946                 purged = true;
3947
3948                 /* Before "retry", check if we recover. */
3949                 for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3950                         if (vas[area])
3951                                 continue;
3952
3953                         vas[area] = kmem_cache_zalloc(
3954                                 vmap_area_cachep, GFP_KERNEL);
3955                         if (!vas[area])
3956                                 goto err_free;
3957                 }
3958
3959                 goto retry;
3960         }
3961
3962 err_free:
3963         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3964                 if (vas[area])
3965                         kmem_cache_free(vmap_area_cachep, vas[area]);
3966
3967                 kfree(vms[area]);
3968         }
3969 err_free2:
3970         kfree(vas);
3971         kfree(vms);
3972         return NULL;
3973
3974 err_free_shadow:
3975         spin_lock(&free_vmap_area_lock);
3976         /*
3977          * We release all the vmalloc shadows, even the ones for regions that
3978          * hadn't been successfully added. This relies on kasan_release_vmalloc
3979          * being able to tolerate this case.
3980          */
3981         for (area = 0; area < nr_vms; area++) {
3982                 orig_start = vas[area]->va_start;
3983                 orig_end = vas[area]->va_end;
3984                 va = merge_or_add_vmap_area_augment(vas[area], &free_vmap_area_root,
3985                                 &free_vmap_area_list);
3986                 if (va)
3987                         kasan_release_vmalloc(orig_start, orig_end,
3988                                 va->va_start, va->va_end);
3989                 vas[area] = NULL;
3990                 kfree(vms[area]);
3991         }
3992         spin_unlock(&free_vmap_area_lock);
3993         kfree(vas);
3994         kfree(vms);
3995         return NULL;
3996 }
3997
3998 /**
3999  * pcpu_free_vm_areas - free vmalloc areas for percpu allocator
4000  * @vms: vm_struct pointer array returned by pcpu_get_vm_areas()
4001  * @nr_vms: the number of allocated areas
4002  *
4003  * Free vm_structs and the array allocated by pcpu_get_vm_areas().
4004  */
4005 void pcpu_free_vm_areas(struct vm_struct **vms, int nr_vms)
4006 {
4007         int i;
4008
4009         for (i = 0; i < nr_vms; i++)
4010                 free_vm_area(vms[i]);
4011         kfree(vms);
4012 }
4013 #endif  /* CONFIG_SMP */
4014
4015 #ifdef CONFIG_PRINTK
4016 bool vmalloc_dump_obj(void *object)
4017 {
4018         struct vm_struct *vm;
4019         void *objp = (void *)PAGE_ALIGN((unsigned long)object);
4020
4021         vm = find_vm_area(objp);
4022         if (!vm)
4023                 return false;
4024         pr_cont(" %u-page vmalloc region starting at %#lx allocated at %pS\n",
4025                 vm->nr_pages, (unsigned long)vm->addr, vm->caller);
4026         return true;
4027 }
4028 #endif
4029
4030 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4031 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4032         __acquires(&vmap_purge_lock)
4033         __acquires(&vmap_area_lock)
4034 {
4035         mutex_lock(&vmap_purge_lock);
4036         spin_lock(&vmap_area_lock);
4037
4038         return seq_list_start(&vmap_area_list, *pos);
4039 }
4040
4041 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4042 {
4043         return seq_list_next(p, &vmap_area_list, pos);
4044 }
4045
4046 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4047         __releases(&vmap_area_lock)
4048         __releases(&vmap_purge_lock)
4049 {
4050         spin_unlock(&vmap_area_lock);
4051         mutex_unlock(&vmap_purge_lock);
4052 }
4053
4054 static void show_numa_info(struct seq_file *m, struct vm_struct *v)
4055 {
4056         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA)) {
4057                 unsigned int nr, *counters = m->private;
4058                 unsigned int step = 1U << vm_area_page_order(v);
4059
4060                 if (!counters)
4061                         return;
4062
4063                 if (v->flags & VM_UNINITIALIZED)
4064                         return;
4065                 /* Pair with smp_wmb() in clear_vm_uninitialized_flag() */
4066                 smp_rmb();
4067
4068                 memset(counters, 0, nr_node_ids * sizeof(unsigned int));
4069
4070                 for (nr = 0; nr < v->nr_pages; nr += step)
4071                         counters[page_to_nid(v->pages[nr])] += step;
4072                 for_each_node_state(nr, N_HIGH_MEMORY)
4073                         if (counters[nr])
4074                                 seq_printf(m, " N%u=%u", nr, counters[nr]);
4075         }
4076 }
4077
4078 static void show_purge_info(struct seq_file *m)
4079 {
4080         struct vmap_area *va;
4081
4082         spin_lock(&purge_vmap_area_lock);
4083         list_for_each_entry(va, &purge_vmap_area_list, list) {
4084                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld unpurged vm_area\n",
4085                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
4086                         va->va_end - va->va_start);
4087         }
4088         spin_unlock(&purge_vmap_area_lock);
4089 }
4090
4091 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4092 {
4093         struct vmap_area *va;
4094         struct vm_struct *v;
4095
4096         va = list_entry(p, struct vmap_area, list);
4097
4098         /*
4099          * s_show can encounter race with remove_vm_area, !vm on behalf
4100          * of vmap area is being tear down or vm_map_ram allocation.
4101          */
4102         if (!va->vm) {
4103                 seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld vm_map_ram\n",
4104                         (void *)va->va_start, (void *)va->va_end,
4105                         va->va_end - va->va_start);
4106
4107                 goto final;
4108         }
4109
4110         v = va->vm;
4111
4112         seq_printf(m, "0x%pK-0x%pK %7ld",
4113                 v->addr, v->addr + v->size, v->size);
4114
4115         if (v->caller)
4116                 seq_printf(m, " %pS", v->caller);
4117
4118         if (v->nr_pages)
4119                 seq_printf(m, " pages=%d", v->nr_pages);
4120
4121         if (v->phys_addr)
4122                 seq_printf(m, " phys=%pa", &v->phys_addr);
4123
4124         if (v->flags & VM_IOREMAP)
4125                 seq_puts(m, " ioremap");
4126
4127         if (v->flags & VM_ALLOC)
4128                 seq_puts(m, " vmalloc");
4129
4130         if (v->flags & VM_MAP)
4131                 seq_puts(m, " vmap");
4132
4133         if (v->flags & VM_USERMAP)
4134                 seq_puts(m, " user");
4135
4136         if (v->flags & VM_DMA_COHERENT)
4137                 seq_puts(m, " dma-coherent");
4138
4139         if (is_vmalloc_addr(v->pages))
4140                 seq_puts(m, " vpages");
4141
4142         show_numa_info(m, v);
4143         seq_putc(m, '\n');
4144
4145         /*
4146          * As a final step, dump "unpurged" areas.
4147          */
4148 final:
4149         if (list_is_last(&va->list, &vmap_area_list))
4150                 show_purge_info(m);
4151
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 static const struct seq_operations vmalloc_op = {
4156         .start = s_start,
4157         .next = s_next,
4158         .stop = s_stop,
4159         .show = s_show,
4160 };
4161
4162 static int __init proc_vmalloc_init(void)
4163 {
4164         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA))
4165                 proc_create_seq_private("vmallocinfo", 0400, NULL,
4166                                 &vmalloc_op,
4167                                 nr_node_ids * sizeof(unsigned int), NULL);
4168         else
4169                 proc_create_seq("vmallocinfo", 0400, NULL, &vmalloc_op);
4170         return 0;
4171 }
4172 module_init(proc_vmalloc_init);
4173
4174 #endif