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                 "VmPin:\t%8lu kB\n"
  48                 "VmHWM:\t%8lu kB\n"
  49                 "VmRSS:\t%8lu kB\n"
  50                 "VmData:\t%8lu kB\n"
  51                 "VmStk:\t%8lu kB\n"
  52                 "VmExe:\t%8lu kB\n"
  53                 "VmLib:\t%8lu kB\n"
  54                 "VmPTE:\t%8lu kB\n"
  55                 "VmSwap:\t%8lu kB\n",
  56                 hiwater_vm << (PAGE_SHIFT-10),
  57                 (total_vm - mm->reserved_vm) << (PAGE_SHIFT-10),
  58                 mm->locked_vm << (PAGE_SHIFT-10),
  59                 mm->pinned_vm << (PAGE_SHIFT-10),
  60                 hiwater_rss << (PAGE_SHIFT-10),
  61                 total_rss << (PAGE_SHIFT-10),
  62                 data << (PAGE_SHIFT-10),
  63                 mm->stack_vm << (PAGE_SHIFT-10), text, lib,
  64                 (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)*mm->nr_ptes) >> 10,
  65                 swap << (PAGE_SHIFT-10));
  66 }
  67
  68 unsigned long task_vsize(struct mm_struct *mm)
  69 {
  70         return PAGE_SIZE * mm->total_vm;
  71 }
  72
  73 unsigned long task_statm(struct mm_struct *mm,
  74                          unsigned long *shared, unsigned long *text,
  75                          unsigned long *data, unsigned long *resident)
  76 {
  77         *shared = get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
  78         *text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK))
  79                                                                 >> PAGE_SHIFT;
  80         *data = mm->total_vm - mm->shared_vm;
  81         *resident = *shared + get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
  82         return mm->total_vm;
  83 }
  84
  85 static void pad_len_spaces(struct seq_file *m, int len)
  86 {
  87         len = 25 + sizeof(void*) * 6 - len;
  88         if (len < 1)
  89                 len = 1;
  90         seq_printf(m, "%*c", len, ' ');
  91 }
  92
  93 static void vma_stop(struct proc_maps_private *priv, struct vm_area_struct *vma)
  94 {
  95         if (vma && vma != priv->tail_vma) {
  96                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  97                 up_read(&mm->mmap_sem);
  98                 mmput(mm);
  99         }
 100 }
 101
 102 static void *m_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
 103 {
 104         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 105         unsigned long last_addr = m->version;
 106         struct mm_struct *mm;
 107         struct vm_area_struct *vma, *tail_vma = NULL;
 108         loff_t l = *pos;
 109
 110         /* Clear the per syscall fields in priv */
 111         priv->task = NULL;
 112         priv->tail_vma = NULL;
 113
 114         /*
 115          * We remember last_addr rather than next_addr to hit with
 116          * mmap_cache most of the time. We have zero last_addr at
 117          * the beginning and also after lseek. We will have -1 last_addr
 118          * after the end of the vmas.
 119          */
 120
 121         if (last_addr == -1UL)
 122                 return NULL;
 123
 124         priv->task = get_pid_task(priv->pid, PIDTYPE_PID);
 125         if (!priv->task)
 126                 return ERR_PTR(-ESRCH);
 127
 128         mm = mm_for_maps(priv->task);
 129         if (!mm || IS_ERR(mm))
 130                 return mm;
 131         down_read(&mm->mmap_sem);
 132
 133         tail_vma = get_gate_vma(priv->task->mm);
 134         priv->tail_vma = tail_vma;
 135
 136         /* Start with last addr hint */
 137         vma = find_vma(mm, last_addr);
 138         if (last_addr && vma) {
 139                 vma = vma->vm_next;
 140                 goto out;
 141         }
 142
 143         /*
 144          * Check the vma index is within the range and do
 145          * sequential scan until m_index.
 146          */
 147         vma = NULL;
 148         if ((unsigned long)l < mm->map_count) {
 149                 vma = mm->mmap;
 150                 while (l-- && vma)
 151                         vma = vma->vm_next;
 152                 goto out;
 153         }
 154
 155         if (l != mm->map_count)
 156                 tail_vma = NULL; /* After gate vma */
 157
 158 out:
 159         if (vma)
 160                 return vma;
 161
 162         /* End of vmas has been reached */
 163         m->version = (tail_vma != NULL)? 0: -1UL;
 164         up_read(&mm->mmap_sem);
 165         mmput(mm);
 166         return tail_vma;
 167 }
 168
 169 static void *m_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
 170 {
 171         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 172         struct vm_area_struct *vma = v;
 173         struct vm_area_struct *tail_vma = priv->tail_vma;
 174
 175         (*pos)++;
 176         if (vma && (vma != tail_vma) && vma->vm_next)
 177                 return vma->vm_next;
 178         vma_stop(priv, vma);
 179         return (vma != tail_vma)? tail_vma: NULL;
 180 }
 181
 182 static void m_stop(struct seq_file *m, void *v)
 183 {
 184         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 185         struct vm_area_struct *vma = v;
 186
 187         if (!IS_ERR(vma))
 188                 vma_stop(priv, vma);
 189         if (priv->task)
 190                 put_task_struct(priv->task);
 191 }
 192
 193 static int do_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
 194                         const struct seq_operations *ops)
 195 {
 196         struct proc_maps_private *priv;
 197         int ret = -ENOMEM;
 198         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 199         if (priv) {
 200                 priv->pid = proc_pid(inode);
 201                 ret = seq_open(file, ops);
 202                 if (!ret) {
 203                         struct seq_file *m = file->private_data;
 204                         m->private = priv;
 205                 } else {
 206                         kfree(priv);
 207                 }
 208         }
 209         return ret;
 210 }
 211
 212 static void show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
 213 {
 214         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 215         struct file *file = vma->vm_file;
 216         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
 217         unsigned long ino = 0;
 218         unsigned long long pgoff = 0;
 219         unsigned long start, end;
 220         dev_t dev = 0;
 221         int len;
 222
 223         if (file) {
 224                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
 225                 dev = inode->i_sb->s_dev;
 226                 ino = inode->i_ino;
 227                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
 228         }
 229
 230         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
 231         start = vma->vm_start;
 232         if (stack_guard_page_start(vma, start))
 233                 start += PAGE_SIZE;
 234         end = vma->vm_end;
 235         if (stack_guard_page_end(vma, end))
 236                 end -= PAGE_SIZE;
 237
 238         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
 239                         start,
 240                         end,
 241                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
 242                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
 243                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
 244                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
 245                         pgoff,
 246                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
 247
 248         /*
 249          * Print the dentry name for named mappings, and a
 250          * special [heap] marker for the heap:
 251          */
 252         if (file) {
 253                 pad_len_spaces(m, len);
 254                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
 255         } else {
 256                 const char *name = arch_vma_name(vma);
 257                 if (!name) {
 258                         if (mm) {
 259                                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
 260                                                 vma->vm_end >= mm->start_brk) {
 261                                         name = "[heap]";
 262                                 } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
 263                                            vma->vm_end >= mm->start_stack) {
 264                                         name = "[stack]";
 265                                 }
 266                         } else {
 267                                 name = "[vdso]";
 268                         }
 269                 }
 270                 if (name) {
 271                         pad_len_spaces(m, len);
 272                         seq_puts(m, name);
 273                 }
 274         }
 275         seq_putc(m, '\n');
 276 }
 277
 278 static int show_map(struct seq_file *m, void *v)
 279 {
 280         struct vm_area_struct *vma = v;
 281         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 282         struct task_struct *task = priv->task;
 283
 284         show_map_vma(m, vma);
 285
 286         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 287                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 288                         ? vma->vm_start : 0;
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
 293         .start  = m_start,
 294         .next   = m_next,
 295         .stop   = m_stop,
 296         .show   = show_map
 297 };
 298
 299 static int maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 300 {
 301         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
 302 }
 303
 304 const struct file_operations proc_maps_operations = {
 305         .open           = maps_open,
 306         .read           = seq_read,
 307         .llseek         = seq_lseek,
 308         .release        = seq_release_private,
 309 };
 310
 311 /*
 312  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
 313  *
 314  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
 315  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
 316  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
 317  * process, its PSS will be 1500.
 318  *
 319  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
 320  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
 321  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
 322  *
 323  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
 324  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
 325  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
 326  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
 327  */
 328 #define PSS_SHIFT 12
 329
 330 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
 331 struct mem_size_stats {
 332         struct vm_area_struct *vma;
 333         unsigned long resident;
 334         unsigned long shared_clean;
 335         unsigned long shared_dirty;
 336         unsigned long private_clean;
 337         unsigned long private_dirty;
 338         unsigned long referenced;
 339         unsigned long anonymous;
 340         unsigned long anonymous_thp;
 341         unsigned long swap;
 342         u64 pss;
 343 };
 344
 345
 346 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
 347                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
 348 {
 349         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
 350         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
 351         struct page *page;
 352         int mapcount;
 353
 354         if (is_swap_pte(ptent)) {
 355                 mss->swap += ptent_size;
 356                 return;
 357         }
 358
 359         if (!pte_present(ptent))
 360                 return;
 361
 362         page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 363         if (!page)
 364                 return;
 365
 366         if (PageAnon(page))
 367                 mss->anonymous += ptent_size;
 368
 369         mss->resident += ptent_size;
 370         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
 371         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
 372                 mss->referenced += ptent_size;
 373         mapcount = page_mapcount(page);
 374         if (mapcount >= 2) {
 375                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
 376                         mss->shared_dirty += ptent_size;
 377                 else
 378                         mss->shared_clean += ptent_size;
 379                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
 380         } else {
 381                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
 382                         mss->private_dirty += ptent_size;
 383                 else
 384                         mss->private_clean += ptent_size;
 385                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
 386         }
 387 }
 388
 389 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 390                            struct mm_walk *walk)
 391 {
 392         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
 393         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
 394         pte_t *pte;
 395         spinlock_t *ptl;
 396
 397         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
 398         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
 399                 if (pmd_trans_splitting(*pmd)) {
 400                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 401                         wait_split_huge_page(vma->anon_vma, pmd);
 402                 } else {
 403                         smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr,
 404                                         HPAGE_PMD_SIZE, walk);
 405                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 406                         mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
 407                         return 0;
 408                 }
 409         } else {
 410                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 411         }
 412
 413         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 414                 return 0;
 415         /*
 416          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
 417          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
 418          * in here.
 419          */
 420         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 421         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
 422                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
 423         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 424         cond_resched();
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v)
 429 {
 430         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 431         struct task_struct *task = priv->task;
 432         struct vm_area_struct *vma = v;
 433         struct mem_size_stats mss;
 434         struct mm_walk smaps_walk = {
 435                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
 436                 .mm = vma->vm_mm,
 437                 .private = &mss,
 438         };
 439
 440         memset(&mss, 0, sizeof mss);
 441         mss.vma = vma;
 442         /* mmap_sem is held in m_start */
 443         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
 444                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
 445
 446         show_map_vma(m, vma);
 447
 448         seq_printf(m,
 449                    "Size:           %8lu kB\n"
 450                    "Rss:            %8lu kB\n"
 451                    "Pss:            %8lu kB\n"
 452                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
 453                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
 454                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
 455                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
 456                    "Referenced:     %8lu kB\n"
 457                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
 458                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
 459                    "Swap:           %8lu kB\n"
 460                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
 461                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
 462                    "Locked:         %8lu kB\n",
 463                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
 464                    mss.resident >> 10,
 465                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
 466                    mss.shared_clean  >> 10,
 467                    mss.shared_dirty  >> 10,
 468                    mss.private_clean >> 10,
 469                    mss.private_dirty >> 10,
 470                    mss.referenced >> 10,
 471                    mss.anonymous >> 10,
 472                    mss.anonymous_thp >> 10,
 473                    mss.swap >> 10,
 474                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
 475                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
 476                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
 477                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
 478
 479         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 480                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 481                         ? vma->vm_start : 0;
 482         return 0;
 483 }
 484
 485 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
 486         .start  = m_start,
 487         .next   = m_next,
 488         .stop   = m_stop,
 489         .show   = show_smap
 490 };
 491
 492 static int smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 493 {
 494         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
 495 }
 496
 497 const struct file_operations proc_smaps_operations = {
 498         .open           = smaps_open,
 499         .read           = seq_read,
 500         .llseek         = seq_lseek,
 501         .release        = seq_release_private,
 502 };
 503
 504 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 505                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 506 {
 507         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
 508         pte_t *pte, ptent;
 509         spinlock_t *ptl;
 510         struct page *page;
 511
 512         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 513         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 514                 return 0;
 515
 516         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 517         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 518                 ptent = *pte;
 519                 if (!pte_present(ptent))
 520                         continue;
 521
 522                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 523                 if (!page)
 524                         continue;
 525
 526                 if (PageReserved(page))
 527                         continue;
 528
 529                 /* Clear accessed and referenced bits. */
 530                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
 531                 ClearPageReferenced(page);
 532         }
 533         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 534         cond_resched();
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 #define CLEAR_REFS_ALL 1
 539 #define CLEAR_REFS_ANON 2
 540 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
 541
 542 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
 543                                 size_t count, loff_t *ppos)
 544 {
 545         struct task_struct *task;
 546         char buffer[PROC_NUMBUF];
 547         struct mm_struct *mm;
 548         struct vm_area_struct *vma;
 549         int type;
 550         int rv;
 551
 552         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 553         if (count > sizeof(buffer) - 1)
 554                 count = sizeof(buffer) - 1;
 555         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
 556                 return -EFAULT;
 557         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
 558         if (rv < 0)
 559                 return rv;
 560         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
 561                 return -EINVAL;
 562         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 563         if (!task)
 564                 return -ESRCH;
 565         mm = get_task_mm(task);
 566         if (mm) {
 567                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
 568                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
 569                         .mm = mm,
 570                 };
 571                 down_read(&mm->mmap_sem);
 572                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
 573                         clear_refs_walk.private = vma;
 574                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
 575                                 continue;
 576                         /*
 577                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
 578                          *
 579                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
 580                          * Anonymous pages.
 581                          *
 582                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
 583                          * mapped pages.
 584                          */
 585                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
 586                                 continue;
 587                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
 588                                 continue;
 589                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
 590                                         &clear_refs_walk);
 591                 }
 592                 flush_tlb_mm(mm);
 593                 up_read(&mm->mmap_sem);
 594                 mmput(mm);
 595         }
 596         put_task_struct(task);
 597
 598         return count;
 599 }
 600
 601 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
 602         .write          = clear_refs_write,
 603         .llseek         = noop_llseek,
 604 };
 605
 606 struct pagemapread {
 607         int pos, len;           /* units: PM_ENTRY_BYTES, not bytes */
 608         u64 *buffer;
 609 };
 610
 611 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
 612 #define PM_STATUS_BITS      3
 613 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
 614 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
 615 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
 616 #define PM_PSHIFT_BITS      6
 617 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
 618 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
 619 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
 620 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
 621 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
 622
 623 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
 624 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
 625 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
 626 #define PM_END_OF_BUFFER    1
 627
 628 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, u64 pfn,
 629                           struct pagemapread *pm)
 630 {
 631         pm->buffer[pm->pos++] = pfn;
 632         if (pm->pos >= pm->len)
 633                 return PM_END_OF_BUFFER;
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
 638                                 struct mm_walk *walk)
 639 {
 640         struct pagemapread *pm = walk->private;
 641         unsigned long addr;
 642         int err = 0;
 643         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 644                 err = add_to_pagemap(addr, PM_NOT_PRESENT, pm);
 645                 if (err)
 646                         break;
 647         }
 648         return err;
 649 }
 650
 651 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 652 {
 653         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
 654         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
 655 }
 656
 657 static u64 pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 658 {
 659         u64 pme = 0;
 660         if (is_swap_pte(pte))
 661                 pme = PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
 662                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP;
 663         else if (pte_present(pte))
 664                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
 665                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
 666         return pme;
 667 }
 668
 669 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 670                              struct mm_walk *walk)
 671 {
 672         struct vm_area_struct *vma;
 673         struct pagemapread *pm = walk->private;
 674         pte_t *pte;
 675         int err = 0;
 676
 677         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 678         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 679                 return 0;
 680
 681         /* find the first VMA at or above 'addr' */
 682         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 683         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 684                 u64 pfn = PM_NOT_PRESENT;
 685
 686                 /* check to see if we've left 'vma' behind
 687                  * and need a new, higher one */
 688                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
 689                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 690
 691                 /* check that 'vma' actually covers this address,
 692                  * and that it isn't a huge page vma */
 693                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
 694                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 695                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
 696                         pfn = pte_to_pagemap_entry(*pte);
 697                         /* unmap before userspace copy */
 698                         pte_unmap(pte);
 699                 }
 700                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
 701                 if (err)
 702                         return err;
 703         }
 704
 705         cond_resched();
 706
 707         return err;
 708 }
 709
 710 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 711 static u64 huge_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte, int offset)
 712 {
 713         u64 pme = 0;
 714         if (pte_present(pte))
 715                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
 716                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
 717         return pme;
 718 }
 719
 720 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
 721 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 722                                  unsigned long addr, unsigned long end,
 723                                  struct mm_walk *walk)
 724 {
 725         struct pagemapread *pm = walk->private;
 726         int err = 0;
 727         u64 pfn;
 728
 729         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 730                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
 731                 pfn = huge_pte_to_pagemap_entry(*pte, offset);
 732                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
 733                 if (err)
 734                         return err;
 735         }
 736
 737         cond_resched();
 738
 739         return err;
 740 }
 741 #endif /* HUGETLB_PAGE */
 742
 743 /*
 744  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
 745  *
 746  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
 747  * consisting of the following:
 748  *
 749  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
 750  * Bits 0-4   swap type if swapped
 751  * Bits 5-55  swap offset if swapped
 752  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
 753  * Bit  61    reserved for future use
 754  * Bit  62    page swapped
 755  * Bit  63    page present
 756  *
 757  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
 758  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
 759  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
 760  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
 761  * pages between processes.
 762  *
 763  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
 764  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
 765  * skip over unmapped regions.
 766  */
 767 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
 768 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
 769 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
 770                             size_t count, loff_t *ppos)
 771 {
 772         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 773         struct mm_struct *mm;
 774         struct pagemapread pm;
 775         int ret = -ESRCH;
 776         struct mm_walk pagemap_walk = {};
 777         unsigned long src;
 778         unsigned long svpfn;
 779         unsigned long start_vaddr;
 780         unsigned long end_vaddr;
 781         int copied = 0;
 782
 783         if (!task)
 784                 goto out;
 785
 786         ret = -EINVAL;
 787         /* file position must be aligned */
 788         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
 789                 goto out_task;
 790
 791         ret = 0;
 792         if (!count)
 793                 goto out_task;
 794
 795         pm.len = (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 796         pm.buffer = kmalloc(pm.len * PM_ENTRY_BYTES, GFP_TEMPORARY);
 797         ret = -ENOMEM;
 798         if (!pm.buffer)
 799                 goto out_task;
 800
 801         mm = mm_for_maps(task);
 802         ret = PTR_ERR(mm);
 803         if (!mm || IS_ERR(mm))
 804                 goto out_free;
 805
 806         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
 807         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
 808 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 809         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
 810 #endif
 811         pagemap_walk.mm = mm;
 812         pagemap_walk.private = &pm;
 813
 814         src = *ppos;
 815         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
 816         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
 817         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
 818
 819         /* watch out for wraparound */
 820         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
 821                 start_vaddr = end_vaddr;
 822
 823         /*
 824          * The odds are that this will stop walking way
 825          * before end_vaddr, because the length of the
 826          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
 827          * will stop when we hit the end of the buffer.
 828          */
 829         ret = 0;
 830         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
 831                 int len;
 832                 unsigned long end;
 833
 834                 pm.pos = 0;
 835                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
 836                 /* overflow ? */
 837                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
 838                         end = end_vaddr;
 839                 down_read(&mm->mmap_sem);
 840                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
 841                 up_read(&mm->mmap_sem);
 842                 start_vaddr = end;
 843
 844                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
 845                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
 846                         ret = -EFAULT;
 847                         goto out_mm;
 848                 }
 849                 copied += len;
 850                 buf += len;
 851                 count -= len;
 852         }
 853         *ppos += copied;
 854         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
 855                 ret = copied;
 856
 857 out_mm:
 858         mmput(mm);
 859 out_free:
 860         kfree(pm.buffer);
 861 out_task:
 862         put_task_struct(task);
 863 out:
 864         return ret;
 865 }
 866
 867 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
 868         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
 869         .read           = pagemap_read,
 870 };
 871 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
 872
 873 #ifdef CONFIG_NUMA
 874
 875 struct numa_maps {
 876         struct vm_area_struct *vma;
 877         unsigned long pages;
 878         unsigned long anon;
 879         unsigned long active;
 880         unsigned long writeback;
 881         unsigned long mapcount_max;
 882         unsigned long dirty;
 883         unsigned long swapcache;
 884         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
 885 };
 886
 887 struct numa_maps_private {
 888         struct proc_maps_private proc_maps;
 889         struct numa_maps md;
 890 };
 891
 892 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
 893                         unsigned long nr_pages)
 894 {
 895         int count = page_mapcount(page);
 896
 897         md->pages += nr_pages;
 898         if (pte_dirty || PageDirty(page))
 899                 md->dirty += nr_pages;
 900
 901         if (PageSwapCache(page))
 902                 md->swapcache += nr_pages;
 903
 904         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
 905                 md->active += nr_pages;
 906
 907         if (PageWriteback(page))
 908                 md->writeback += nr_pages;
 909
 910         if (PageAnon(page))
 911                 md->anon += nr_pages;
 912
 913         if (count > md->mapcount_max)
 914                 md->mapcount_max = count;
 915
 916         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
 917 }
 918
 919 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
 920                 unsigned long addr)
 921 {
 922         struct page *page;
 923         int nid;
 924
 925         if (!pte_present(pte))
 926                 return NULL;
 927
 928         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
 929         if (!page)
 930                 return NULL;
 931
 932         if (PageReserved(page))
 933                 return NULL;
 934
 935         nid = page_to_nid(page);
 936         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
 937                 return NULL;
 938
 939         return page;
 940 }
 941
 942 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 943                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 944 {
 945         struct numa_maps *md;
 946         spinlock_t *ptl;
 947         pte_t *orig_pte;
 948         pte_t *pte;
 949
 950         md = walk->private;
 951         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
 952         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
 953                 if (pmd_trans_splitting(*pmd)) {
 954                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 955                         wait_split_huge_page(md->vma->anon_vma, pmd);
 956                 } else {
 957                         pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
 958                         struct page *page;
 959
 960                         page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
 961                         if (page)
 962                                 gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
 963                                                 HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
 964                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 965                         return 0;
 966                 }
 967         } else {
 968                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 969         }
 970
 971         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 972                 return 0;
 973         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
 974         do {
 975                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
 976                 if (!page)
 977                         continue;
 978                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
 979
 980         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 981         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
 982         return 0;
 983 }
 984 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 985 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 986                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 987 {
 988         struct numa_maps *md;
 989         struct page *page;
 990
 991         if (pte_none(*pte))
 992                 return 0;
 993
 994         page = pte_page(*pte);
 995         if (!page)
 996                 return 0;
 997
 998         md = walk->private;
 999         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 #else
1004 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1005                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1006 {
1007         return 0;
1008 }
1009 #endif
1010
1011 /*
1012  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1013  */
1014 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1015 {
1016         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1017         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1018         struct vm_area_struct *vma = v;
1019         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1020         struct file *file = vma->vm_file;
1021         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1022         struct mm_walk walk = {};
1023         struct mempolicy *pol;
1024         int n;
1025         char buffer[50];
1026
1027         if (!mm)
1028                 return 0;
1029
1030         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1031         memset(md, 0, sizeof(*md));
1032
1033         md->vma = vma;
1034
1035         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1036         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1037         walk.private = md;
1038         walk.mm = mm;
1039
1040         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1041         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1042         mpol_cond_put(pol);
1043
1044         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1045
1046         if (file) {
1047                 seq_printf(m, " file=");
1048                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1049         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1050                 seq_printf(m, " heap");
1051         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1052                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
1053                 seq_printf(m, " stack");
1054         }
1055
1056         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1057                 seq_printf(m, " huge");
1058
1059         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1060
1061         if (!md->pages)
1062                 goto out;
1063
1064         if (md->anon)
1065                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1066
1067         if (md->dirty)
1068                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1069
1070         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1071                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1072
1073         if (md->mapcount_max > 1)
1074                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1075
1076         if (md->swapcache)
1077                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1078
1079         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1080                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1081
1082         if (md->writeback)
1083                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1084
1085         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1086                 if (md->node[n])
1087                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1088 out:
1089         seq_putc(m, '\n');
1090
1091         if (m->count < m->size)
1092                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1097         .start  = m_start,
1098         .next   = m_next,
1099         .stop   = m_stop,
1100         .show   = show_numa_map,
1101 };
1102
1103 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1104 {
1105         struct numa_maps_private *priv;
1106         int ret = -ENOMEM;
1107         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1108         if (priv) {
1109                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1110                 ret = seq_open(file, &proc_pid_numa_maps_op);
1111                 if (!ret) {
1112                         struct seq_file *m = file->private_data;
1113                         m->private = priv;
1114                 } else {
1115                         kfree(priv);
1116                 }
1117         }
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 const struct file_operations proc_numa_maps_operations = {
1122         .open           = numa_maps_open,
1123         .read           = seq_read,
1124         .llseek         = seq_lseek,
1125         .release        = seq_release_private,
1126 };
1127 #endif /* CONFIG_NUMA */