fs/proc/task_mmu.c

   1 #include <linux/mm.h>
   2 #include <linux/hugetlb.h>
   3 #include <linux/huge_mm.h>
   4 #include <linux/mount.h>
   5 #include <linux/seq_file.h>
   6 #include <linux/highmem.h>
   7 #include <linux/ptrace.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/pagemap.h>
  10 #include <linux/mempolicy.h>
  11 #include <linux/rmap.h>
  12 #include <linux/swap.h>
  13 #include <linux/swapops.h>
  14
  15 #include <asm/elf.h>
  16 #include <asm/uaccess.h>
  17 #include <asm/tlbflush.h>
  18 #include "internal.h"
  19
  20 void task_mem(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm)
  21 {
  22         unsigned long data, text, lib, swap;
  23         unsigned long hiwater_vm, total_vm, hiwater_rss, total_rss;
  24
  25         /*
  26          * Note: to minimize their overhead, mm maintains hiwater_vm and
  27          * hiwater_rss only when about to *lower* total_vm or rss.  Any
  28          * collector of these hiwater stats must therefore get total_vm
  29          * and rss too, which will usually be the higher.  Barriers? not
  30          * worth the effort, such snapshots can always be inconsistent.
  31          */
  32         hiwater_vm = total_vm = mm->total_vm;
  33         if (hiwater_vm < mm->hiwater_vm)
  34                 hiwater_vm = mm->hiwater_vm;
  35         hiwater_rss = total_rss = get_mm_rss(mm);
  36         if (hiwater_rss < mm->hiwater_rss)
  37                 hiwater_rss = mm->hiwater_rss;
  38
  39         data = mm->total_vm - mm->shared_vm - mm->stack_vm;
  40         text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK)) >> 10;
  41         lib = (mm->exec_vm << (PAGE_SHIFT-10)) - text;
  42         swap = get_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
  43         seq_printf(m,
  44                 "VmPeak:\t%8lu kB\n"
  45                 "VmSize:\t%8lu kB\n"
  46                 "VmLck:\t%8lu kB\n"
  47                 "VmHWM:\t%8lu kB\n"
  48                 "VmRSS:\t%8lu kB\n"
  49                 "VmData:\t%8lu kB\n"
  50                 "VmStk:\t%8lu kB\n"
  51                 "VmExe:\t%8lu kB\n"
  52                 "VmLib:\t%8lu kB\n"
  53                 "VmPTE:\t%8lu kB\n"
  54                 "VmSwap:\t%8lu kB\n",
  55                 hiwater_vm << (PAGE_SHIFT-10),
  56                 (total_vm - mm->reserved_vm) << (PAGE_SHIFT-10),
  57                 mm->locked_vm << (PAGE_SHIFT-10),
  58                 hiwater_rss << (PAGE_SHIFT-10),
  59                 total_rss << (PAGE_SHIFT-10),
  60                 data << (PAGE_SHIFT-10),
  61                 mm->stack_vm << (PAGE_SHIFT-10), text, lib,
  62                 (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)*mm->nr_ptes) >> 10,
  63                 swap << (PAGE_SHIFT-10));
  64 }
  65
  66 unsigned long task_vsize(struct mm_struct *mm)
  67 {
  68         return PAGE_SIZE * mm->total_vm;
  69 }
  70
  71 unsigned long task_statm(struct mm_struct *mm,
  72                          unsigned long *shared, unsigned long *text,
  73                          unsigned long *data, unsigned long *resident)
  74 {
  75         *shared = get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
  76         *text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK))
  77                                                                 >> PAGE_SHIFT;
  78         *data = mm->total_vm - mm->shared_vm;
  79         *resident = *shared + get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
  80         return mm->total_vm;
  81 }
  82
  83 static void pad_len_spaces(struct seq_file *m, int len)
  84 {
  85         len = 25 + sizeof(void*) * 6 - len;
  86         if (len < 1)
  87                 len = 1;
  88         seq_printf(m, "%*c", len, ' ');
  89 }
  90
  91 static void vma_stop(struct proc_maps_private *priv, struct vm_area_struct *vma)
  92 {
  93         if (vma && vma != priv->tail_vma) {
  94                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  95                 up_read(&mm->mmap_sem);
  96                 mmput(mm);
  97         }
  98 }
  99
 100 static void *m_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
 101 {
 102         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 103         unsigned long last_addr = m->version;
 104         struct mm_struct *mm;
 105         struct vm_area_struct *vma, *tail_vma = NULL;
 106         loff_t l = *pos;
 107
 108         /* Clear the per syscall fields in priv */
 109         priv->task = NULL;
 110         priv->tail_vma = NULL;
 111
 112         /*
 113          * We remember last_addr rather than next_addr to hit with
 114          * mmap_cache most of the time. We have zero last_addr at
 115          * the beginning and also after lseek. We will have -1 last_addr
 116          * after the end of the vmas.
 117          */
 118
 119         if (last_addr == -1UL)
 120                 return NULL;
 121
 122         priv->task = get_pid_task(priv->pid, PIDTYPE_PID);
 123         if (!priv->task)
 124                 return ERR_PTR(-ESRCH);
 125
 126         mm = mm_for_maps(priv->task);
 127         if (!mm || IS_ERR(mm))
 128                 return mm;
 129         down_read(&mm->mmap_sem);
 130
 131         tail_vma = get_gate_vma(priv->task->mm);
 132         priv->tail_vma = tail_vma;
 133
 134         /* Start with last addr hint */
 135         vma = find_vma(mm, last_addr);
 136         if (last_addr && vma) {
 137                 vma = vma->vm_next;
 138                 goto out;
 139         }
 140
 141         /*
 142          * Check the vma index is within the range and do
 143          * sequential scan until m_index.
 144          */
 145         vma = NULL;
 146         if ((unsigned long)l < mm->map_count) {
 147                 vma = mm->mmap;
 148                 while (l-- && vma)
 149                         vma = vma->vm_next;
 150                 goto out;
 151         }
 152
 153         if (l != mm->map_count)
 154                 tail_vma = NULL; /* After gate vma */
 155
 156 out:
 157         if (vma)
 158                 return vma;
 159
 160         /* End of vmas has been reached */
 161         m->version = (tail_vma != NULL)? 0: -1UL;
 162         up_read(&mm->mmap_sem);
 163         mmput(mm);
 164         return tail_vma;
 165 }
 166
 167 static void *m_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
 168 {
 169         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 170         struct vm_area_struct *vma = v;
 171         struct vm_area_struct *tail_vma = priv->tail_vma;
 172
 173         (*pos)++;
 174         if (vma && (vma != tail_vma) && vma->vm_next)
 175                 return vma->vm_next;
 176         vma_stop(priv, vma);
 177         return (vma != tail_vma)? tail_vma: NULL;
 178 }
 179
 180 static void m_stop(struct seq_file *m, void *v)
 181 {
 182         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 183         struct vm_area_struct *vma = v;
 184
 185         if (!IS_ERR(vma))
 186                 vma_stop(priv, vma);
 187         if (priv->task)
 188                 put_task_struct(priv->task);
 189 }
 190
 191 static int do_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
 192                         const struct seq_operations *ops)
 193 {
 194         struct proc_maps_private *priv;
 195         int ret = -ENOMEM;
 196         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 197         if (priv) {
 198                 priv->pid = proc_pid(inode);
 199                 ret = seq_open(file, ops);
 200                 if (!ret) {
 201                         struct seq_file *m = file->private_data;
 202                         m->private = priv;
 203                 } else {
 204                         kfree(priv);
 205                 }
 206         }
 207         return ret;
 208 }
 209
 210 static void show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
 211 {
 212         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 213         struct file *file = vma->vm_file;
 214         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
 215         unsigned long ino = 0;
 216         unsigned long long pgoff = 0;
 217         unsigned long start, end;
 218         dev_t dev = 0;
 219         int len;
 220
 221         if (file) {
 222                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
 223                 dev = inode->i_sb->s_dev;
 224                 ino = inode->i_ino;
 225                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
 226         }
 227
 228         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
 229         start = vma->vm_start;
 230         if (stack_guard_page_start(vma, start))
 231                 start += PAGE_SIZE;
 232         end = vma->vm_end;
 233         if (stack_guard_page_end(vma, end))
 234                 end -= PAGE_SIZE;
 235
 236         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
 237                         start,
 238                         end,
 239                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
 240                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
 241                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
 242                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
 243                         pgoff,
 244                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
 245
 246         /*
 247          * Print the dentry name for named mappings, and a
 248          * special [heap] marker for the heap:
 249          */
 250         if (file) {
 251                 pad_len_spaces(m, len);
 252                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
 253         } else {
 254                 const char *name = arch_vma_name(vma);
 255                 if (!name) {
 256                         if (mm) {
 257                                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
 258                                                 vma->vm_end >= mm->start_brk) {
 259                                         name = "[heap]";
 260                                 } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
 261                                            vma->vm_end >= mm->start_stack) {
 262                                         name = "[stack]";
 263                                 }
 264                         } else {
 265                                 name = "[vdso]";
 266                         }
 267                 }
 268                 if (name) {
 269                         pad_len_spaces(m, len);
 270                         seq_puts(m, name);
 271                 }
 272         }
 273         seq_putc(m, '\n');
 274 }
 275
 276 static int show_map(struct seq_file *m, void *v)
 277 {
 278         struct vm_area_struct *vma = v;
 279         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 280         struct task_struct *task = priv->task;
 281
 282         show_map_vma(m, vma);
 283
 284         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 285                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 286                         ? vma->vm_start : 0;
 287         return 0;
 288 }
 289
 290 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
 291         .start  = m_start,
 292         .next   = m_next,
 293         .stop   = m_stop,
 294         .show   = show_map
 295 };
 296
 297 static int maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 298 {
 299         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
 300 }
 301
 302 const struct file_operations proc_maps_operations = {
 303         .open           = maps_open,
 304         .read           = seq_read,
 305         .llseek         = seq_lseek,
 306         .release        = seq_release_private,
 307 };
 308
 309 /*
 310  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
 311  *
 312  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
 313  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
 314  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
 315  * process, its PSS will be 1500.
 316  *
 317  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
 318  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
 319  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
 320  *
 321  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
 322  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
 323  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
 324  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
 325  */
 326 #define PSS_SHIFT 12
 327
 328 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
 329 struct mem_size_stats {
 330         struct vm_area_struct *vma;
 331         unsigned long resident;
 332         unsigned long shared_clean;
 333         unsigned long shared_dirty;
 334         unsigned long private_clean;
 335         unsigned long private_dirty;
 336         unsigned long referenced;
 337         unsigned long anonymous;
 338         unsigned long anonymous_thp;
 339         unsigned long swap;
 340         u64 pss;
 341 };
 342
 343
 344 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
 345                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
 346 {
 347         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
 348         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
 349         struct page *page;
 350         int mapcount;
 351
 352         if (is_swap_pte(ptent)) {
 353                 mss->swap += ptent_size;
 354                 return;
 355         }
 356
 357         if (!pte_present(ptent))
 358                 return;
 359
 360         page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 361         if (!page)
 362                 return;
 363
 364         if (PageAnon(page))
 365                 mss->anonymous += ptent_size;
 366
 367         mss->resident += ptent_size;
 368         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
 369         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
 370                 mss->referenced += ptent_size;
 371         mapcount = page_mapcount(page);
 372         if (mapcount >= 2) {
 373                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
 374                         mss->shared_dirty += ptent_size;
 375                 else
 376                         mss->shared_clean += ptent_size;
 377                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
 378         } else {
 379                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
 380                         mss->private_dirty += ptent_size;
 381                 else
 382                         mss->private_clean += ptent_size;
 383                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
 384         }
 385 }
 386
 387 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 388                            struct mm_walk *walk)
 389 {
 390         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
 391         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
 392         pte_t *pte;
 393         spinlock_t *ptl;
 394
 395         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
 396         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
 397                 if (pmd_trans_splitting(*pmd)) {
 398                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 399                         wait_split_huge_page(vma->anon_vma, pmd);
 400                 } else {
 401                         smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr,
 402                                         HPAGE_PMD_SIZE, walk);
 403                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 404                         mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
 405                         return 0;
 406                 }
 407         } else {
 408                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 409         }
 410
 411         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 412                 return 0;
 413         /*
 414          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
 415          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
 416          * in here.
 417          */
 418         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 419         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
 420                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
 421         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 422         cond_resched();
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v)
 427 {
 428         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 429         struct task_struct *task = priv->task;
 430         struct vm_area_struct *vma = v;
 431         struct mem_size_stats mss;
 432         struct mm_walk smaps_walk = {
 433                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
 434                 .mm = vma->vm_mm,
 435                 .private = &mss,
 436         };
 437
 438         memset(&mss, 0, sizeof mss);
 439         mss.vma = vma;
 440         /* mmap_sem is held in m_start */
 441         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
 442                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
 443
 444         show_map_vma(m, vma);
 445
 446         seq_printf(m,
 447                    "Size:           %8lu kB\n"
 448                    "Rss:            %8lu kB\n"
 449                    "Pss:            %8lu kB\n"
 450                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
 451                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
 452                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
 453                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
 454                    "Referenced:     %8lu kB\n"
 455                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
 456                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
 457                    "Swap:           %8lu kB\n"
 458                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
 459                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
 460                    "Locked:         %8lu kB\n",
 461                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
 462                    mss.resident >> 10,
 463                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
 464                    mss.shared_clean  >> 10,
 465                    mss.shared_dirty  >> 10,
 466                    mss.private_clean >> 10,
 467                    mss.private_dirty >> 10,
 468                    mss.referenced >> 10,
 469                    mss.anonymous >> 10,
 470                    mss.anonymous_thp >> 10,
 471                    mss.swap >> 10,
 472                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
 473                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
 474                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
 475                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
 476
 477         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 478                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 479                         ? vma->vm_start : 0;
 480         return 0;
 481 }
 482
 483 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
 484         .start  = m_start,
 485         .next   = m_next,
 486         .stop   = m_stop,
 487         .show   = show_smap
 488 };
 489
 490 static int smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 491 {
 492         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
 493 }
 494
 495 const struct file_operations proc_smaps_operations = {
 496         .open           = smaps_open,
 497         .read           = seq_read,
 498         .llseek         = seq_lseek,
 499         .release        = seq_release_private,
 500 };
 501
 502 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 503                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 504 {
 505         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
 506         pte_t *pte, ptent;
 507         spinlock_t *ptl;
 508         struct page *page;
 509
 510         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 511         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 512                 return 0;
 513
 514         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 515         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 516                 ptent = *pte;
 517                 if (!pte_present(ptent))
 518                         continue;
 519
 520                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 521                 if (!page)
 522                         continue;
 523
 524                 if (PageReserved(page))
 525                         continue;
 526
 527                 /* Clear accessed and referenced bits. */
 528                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
 529                 ClearPageReferenced(page);
 530         }
 531         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 532         cond_resched();
 533         return 0;
 534 }
 535
 536 #define CLEAR_REFS_ALL 1
 537 #define CLEAR_REFS_ANON 2
 538 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
 539
 540 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
 541                                 size_t count, loff_t *ppos)
 542 {
 543         struct task_struct *task;
 544         char buffer[PROC_NUMBUF];
 545         struct mm_struct *mm;
 546         struct vm_area_struct *vma;
 547         int type;
 548         int rv;
 549
 550         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 551         if (count > sizeof(buffer) - 1)
 552                 count = sizeof(buffer) - 1;
 553         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
 554                 return -EFAULT;
 555         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
 556         if (rv < 0)
 557                 return rv;
 558         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
 559                 return -EINVAL;
 560         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 561         if (!task)
 562                 return -ESRCH;
 563         mm = get_task_mm(task);
 564         if (mm) {
 565                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
 566                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
 567                         .mm = mm,
 568                 };
 569                 down_read(&mm->mmap_sem);
 570                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
 571                         clear_refs_walk.private = vma;
 572                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
 573                                 continue;
 574                         /*
 575                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
 576                          *
 577                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
 578                          * Anonymous pages.
 579                          *
 580                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
 581                          * mapped pages.
 582                          */
 583                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
 584                                 continue;
 585                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
 586                                 continue;
 587                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
 588                                         &clear_refs_walk);
 589                 }
 590                 flush_tlb_mm(mm);
 591                 up_read(&mm->mmap_sem);
 592                 mmput(mm);
 593         }
 594         put_task_struct(task);
 595
 596         return count;
 597 }
 598
 599 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
 600         .write          = clear_refs_write,
 601         .llseek         = noop_llseek,
 602 };
 603
 604 struct pagemapread {
 605         int pos, len;
 606         u64 *buffer;
 607 };
 608
 609 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
 610 #define PM_STATUS_BITS      3
 611 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
 612 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
 613 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
 614 #define PM_PSHIFT_BITS      6
 615 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
 616 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
 617 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
 618 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
 619 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
 620
 621 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
 622 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
 623 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
 624 #define PM_END_OF_BUFFER    1
 625
 626 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, u64 pfn,
 627                           struct pagemapread *pm)
 628 {
 629         pm->buffer[pm->pos++] = pfn;
 630         if (pm->pos >= pm->len)
 631                 return PM_END_OF_BUFFER;
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
 636                                 struct mm_walk *walk)
 637 {
 638         struct pagemapread *pm = walk->private;
 639         unsigned long addr;
 640         int err = 0;
 641         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 642                 err = add_to_pagemap(addr, PM_NOT_PRESENT, pm);
 643                 if (err)
 644                         break;
 645         }
 646         return err;
 647 }
 648
 649 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 650 {
 651         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
 652         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
 653 }
 654
 655 static u64 pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 656 {
 657         u64 pme = 0;
 658         if (is_swap_pte(pte))
 659                 pme = PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
 660                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP;
 661         else if (pte_present(pte))
 662                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
 663                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
 664         return pme;
 665 }
 666
 667 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 668                              struct mm_walk *walk)
 669 {
 670         struct vm_area_struct *vma;
 671         struct pagemapread *pm = walk->private;
 672         pte_t *pte;
 673         int err = 0;
 674
 675         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 676         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 677                 return 0;
 678
 679         /* find the first VMA at or above 'addr' */
 680         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 681         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 682                 u64 pfn = PM_NOT_PRESENT;
 683
 684                 /* check to see if we've left 'vma' behind
 685                  * and need a new, higher one */
 686                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
 687                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 688
 689                 /* check that 'vma' actually covers this address,
 690                  * and that it isn't a huge page vma */
 691                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
 692                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 693                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
 694                         pfn = pte_to_pagemap_entry(*pte);
 695                         /* unmap before userspace copy */
 696                         pte_unmap(pte);
 697                 }
 698                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
 699                 if (err)
 700                         return err;
 701         }
 702
 703         cond_resched();
 704
 705         return err;
 706 }
 707
 708 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 709 static u64 huge_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte, int offset)
 710 {
 711         u64 pme = 0;
 712         if (pte_present(pte))
 713                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
 714                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
 715         return pme;
 716 }
 717
 718 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
 719 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 720                                  unsigned long addr, unsigned long end,
 721                                  struct mm_walk *walk)
 722 {
 723         struct pagemapread *pm = walk->private;
 724         int err = 0;
 725         u64 pfn;
 726
 727         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 728                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
 729                 pfn = huge_pte_to_pagemap_entry(*pte, offset);
 730                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
 731                 if (err)
 732                         return err;
 733         }
 734
 735         cond_resched();
 736
 737         return err;
 738 }
 739 #endif /* HUGETLB_PAGE */
 740
 741 /*
 742  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
 743  *
 744  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
 745  * consisting of the following:
 746  *
 747  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
 748  * Bits 0-4   swap type if swapped
 749  * Bits 5-55  swap offset if swapped
 750  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
 751  * Bit  61    reserved for future use
 752  * Bit  62    page swapped
 753  * Bit  63    page present
 754  *
 755  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
 756  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
 757  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
 758  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
 759  * pages between processes.
 760  *
 761  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
 762  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
 763  * skip over unmapped regions.
 764  */
 765 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
 766 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
 767 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
 768                             size_t count, loff_t *ppos)
 769 {
 770         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 771         struct mm_struct *mm;
 772         struct pagemapread pm;
 773         int ret = -ESRCH;
 774         struct mm_walk pagemap_walk = {};
 775         unsigned long src;
 776         unsigned long svpfn;
 777         unsigned long start_vaddr;
 778         unsigned long end_vaddr;
 779         int copied = 0;
 780
 781         if (!task)
 782                 goto out;
 783
 784         ret = -EINVAL;
 785         /* file position must be aligned */
 786         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
 787                 goto out_task;
 788
 789         ret = 0;
 790         if (!count)
 791                 goto out_task;
 792
 793         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 794         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
 795         ret = -ENOMEM;
 796         if (!pm.buffer)
 797                 goto out_task;
 798
 799         mm = mm_for_maps(task);
 800         ret = PTR_ERR(mm);
 801         if (!mm || IS_ERR(mm))
 802                 goto out_free;
 803
 804         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
 805         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
 806 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 807         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
 808 #endif
 809         pagemap_walk.mm = mm;
 810         pagemap_walk.private = &pm;
 811
 812         src = *ppos;
 813         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
 814         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
 815         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
 816
 817         /* watch out for wraparound */
 818         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
 819                 start_vaddr = end_vaddr;
 820
 821         /*
 822          * The odds are that this will stop walking way
 823          * before end_vaddr, because the length of the
 824          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
 825          * will stop when we hit the end of the buffer.
 826          */
 827         ret = 0;
 828         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
 829                 int len;
 830                 unsigned long end;
 831
 832                 pm.pos = 0;
 833                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
 834                 /* overflow ? */
 835                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
 836                         end = end_vaddr;
 837                 down_read(&mm->mmap_sem);
 838                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
 839                 up_read(&mm->mmap_sem);
 840                 start_vaddr = end;
 841
 842                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
 843                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
 844                         ret = -EFAULT;
 845                         goto out_mm;
 846                 }
 847                 copied += len;
 848                 buf += len;
 849                 count -= len;
 850         }
 851         *ppos += copied;
 852         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
 853                 ret = copied;
 854
 855 out_mm:
 856         mmput(mm);
 857 out_free:
 858         kfree(pm.buffer);
 859 out_task:
 860         put_task_struct(task);
 861 out:
 862         return ret;
 863 }
 864
 865 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
 866         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
 867         .read           = pagemap_read,
 868 };
 869 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
 870
 871 #ifdef CONFIG_NUMA
 872
 873 struct numa_maps {
 874         struct vm_area_struct *vma;
 875         unsigned long pages;
 876         unsigned long anon;
 877         unsigned long active;
 878         unsigned long writeback;
 879         unsigned long mapcount_max;
 880         unsigned long dirty;
 881         unsigned long swapcache;
 882         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
 883 };
 884
 885 struct numa_maps_private {
 886         struct proc_maps_private proc_maps;
 887         struct numa_maps md;
 888 };
 889
 890 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
 891                         unsigned long nr_pages)
 892 {
 893         int count = page_mapcount(page);
 894
 895         md->pages += nr_pages;
 896         if (pte_dirty || PageDirty(page))
 897                 md->dirty += nr_pages;
 898
 899         if (PageSwapCache(page))
 900                 md->swapcache += nr_pages;
 901
 902         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
 903                 md->active += nr_pages;
 904
 905         if (PageWriteback(page))
 906                 md->writeback += nr_pages;
 907
 908         if (PageAnon(page))
 909                 md->anon += nr_pages;
 910
 911         if (count > md->mapcount_max)
 912                 md->mapcount_max = count;
 913
 914         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
 915 }
 916
 917 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
 918                 unsigned long addr)
 919 {
 920         struct page *page;
 921         int nid;
 922
 923         if (!pte_present(pte))
 924                 return NULL;
 925
 926         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
 927         if (!page)
 928                 return NULL;
 929
 930         if (PageReserved(page))
 931                 return NULL;
 932
 933         nid = page_to_nid(page);
 934         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
 935                 return NULL;
 936
 937         return page;
 938 }
 939
 940 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 941                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 942 {
 943         struct numa_maps *md;
 944         spinlock_t *ptl;
 945         pte_t *orig_pte;
 946         pte_t *pte;
 947
 948         md = walk->private;
 949         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
 950         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
 951                 if (pmd_trans_splitting(*pmd)) {
 952                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 953                         wait_split_huge_page(md->vma->anon_vma, pmd);
 954                 } else {
 955                         pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
 956                         struct page *page;
 957
 958                         page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
 959                         if (page)
 960                                 gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
 961                                                 HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
 962                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 963                         return 0;
 964                 }
 965         } else {
 966                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 967         }
 968
 969         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 970                 return 0;
 971         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
 972         do {
 973                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
 974                 if (!page)
 975                         continue;
 976                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
 977
 978         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 979         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
 980         return 0;
 981 }
 982 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 983 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 984                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 985 {
 986         struct numa_maps *md;
 987         struct page *page;
 988
 989         if (pte_none(*pte))
 990                 return 0;
 991
 992         page = pte_page(*pte);
 993         if (!page)
 994                 return 0;
 995
 996         md = walk->private;
 997         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
 998         return 0;
 999 }
1000
1001 #else
1002 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1003                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1004 {
1005         return 0;
1006 }
1007 #endif
1008
1009 /*
1010  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1011  */
1012 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1013 {
1014         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1015         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1016         struct vm_area_struct *vma = v;
1017         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1018         struct file *file = vma->vm_file;
1019         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1020         struct mm_walk walk = {};
1021         struct mempolicy *pol;
1022         int n;
1023         char buffer[50];
1024
1025         if (!mm)
1026                 return 0;
1027
1028         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1029         memset(md, 0, sizeof(*md));
1030
1031         md->vma = vma;
1032
1033         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1034         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1035         walk.private = md;
1036         walk.mm = mm;
1037
1038         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1039         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1040         mpol_cond_put(pol);
1041
1042         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1043
1044         if (file) {
1045                 seq_printf(m, " file=");
1046                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1047         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1048                 seq_printf(m, " heap");
1049         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1050                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
1051                 seq_printf(m, " stack");
1052         }
1053
1054         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1055                 seq_printf(m, " huge");
1056
1057         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1058
1059         if (!md->pages)
1060                 goto out;
1061
1062         if (md->anon)
1063                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1064
1065         if (md->dirty)
1066                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1067
1068         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1069                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1070
1071         if (md->mapcount_max > 1)
1072                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1073
1074         if (md->swapcache)
1075                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1076
1077         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1078                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1079
1080         if (md->writeback)
1081                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1082
1083         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1084                 if (md->node[n])
1085                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1086 out:
1087         seq_putc(m, '\n');
1088
1089         if (m->count < m->size)
1090                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1095         .start  = m_start,
1096         .next   = m_next,
1097         .stop   = m_stop,
1098         .show   = show_numa_map,
1099 };
1100
1101 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1102 {
1103         struct numa_maps_private *priv;
1104         int ret = -ENOMEM;
1105         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1106         if (priv) {
1107                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1108                 ret = seq_open(file, &proc_pid_numa_maps_op);
1109                 if (!ret) {
1110                         struct seq_file *m = file->private_data;
1111                         m->private = priv;
1112                 } else {
1113                         kfree(priv);
1114                 }
1115         }
1116         return ret;
1117 }
1118
1119 const struct file_operations proc_numa_maps_operations = {
1120         .open           = numa_maps_open,
1121         .read           = seq_read,
1122         .llseek         = seq_lseek,
1123         .release        = seq_release_private,
1124 };
1125 #endif /* CONFIG_NUMA */