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          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
 414          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
 415          * in here.
 416          */
 417         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 418         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
 419                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
 420         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 421         cond_resched();
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v)
 426 {
 427         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 428         struct task_struct *task = priv->task;
 429         struct vm_area_struct *vma = v;
 430         struct mem_size_stats mss;
 431         struct mm_walk smaps_walk = {
 432                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
 433                 .mm = vma->vm_mm,
 434                 .private = &mss,
 435         };
 436
 437         memset(&mss, 0, sizeof mss);
 438         mss.vma = vma;
 439         /* mmap_sem is held in m_start */
 440         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
 441                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
 442
 443         show_map_vma(m, vma);
 444
 445         seq_printf(m,
 446                    "Size:           %8lu kB\n"
 447                    "Rss:            %8lu kB\n"
 448                    "Pss:            %8lu kB\n"
 449                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
 450                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
 451                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
 452                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
 453                    "Referenced:     %8lu kB\n"
 454                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
 455                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
 456                    "Swap:           %8lu kB\n"
 457                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
 458                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
 459                    "Locked:         %8lu kB\n",
 460                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
 461                    mss.resident >> 10,
 462                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
 463                    mss.shared_clean  >> 10,
 464                    mss.shared_dirty  >> 10,
 465                    mss.private_clean >> 10,
 466                    mss.private_dirty >> 10,
 467                    mss.referenced >> 10,
 468                    mss.anonymous >> 10,
 469                    mss.anonymous_thp >> 10,
 470                    mss.swap >> 10,
 471                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
 472                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
 473                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
 474                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
 475
 476         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 477                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 478                         ? vma->vm_start : 0;
 479         return 0;
 480 }
 481
 482 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
 483         .start  = m_start,
 484         .next   = m_next,
 485         .stop   = m_stop,
 486         .show   = show_smap
 487 };
 488
 489 static int smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 490 {
 491         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
 492 }
 493
 494 const struct file_operations proc_smaps_operations = {
 495         .open           = smaps_open,
 496         .read           = seq_read,
 497         .llseek         = seq_lseek,
 498         .release        = seq_release_private,
 499 };
 500
 501 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 502                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 503 {
 504         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
 505         pte_t *pte, ptent;
 506         spinlock_t *ptl;
 507         struct page *page;
 508
 509         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 510
 511         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 512         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 513                 ptent = *pte;
 514                 if (!pte_present(ptent))
 515                         continue;
 516
 517                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 518                 if (!page)
 519                         continue;
 520
 521                 /* Clear accessed and referenced bits. */
 522                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
 523                 ClearPageReferenced(page);
 524         }
 525         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 526         cond_resched();
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 #define CLEAR_REFS_ALL 1
 531 #define CLEAR_REFS_ANON 2
 532 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
 533
 534 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
 535                                 size_t count, loff_t *ppos)
 536 {
 537         struct task_struct *task;
 538         char buffer[PROC_NUMBUF];
 539         struct mm_struct *mm;
 540         struct vm_area_struct *vma;
 541         int type;
 542         int rv;
 543
 544         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 545         if (count > sizeof(buffer) - 1)
 546                 count = sizeof(buffer) - 1;
 547         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
 548                 return -EFAULT;
 549         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
 550         if (rv < 0)
 551                 return rv;
 552         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
 553                 return -EINVAL;
 554         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 555         if (!task)
 556                 return -ESRCH;
 557         mm = get_task_mm(task);
 558         if (mm) {
 559                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
 560                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
 561                         .mm = mm,
 562                 };
 563                 down_read(&mm->mmap_sem);
 564                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
 565                         clear_refs_walk.private = vma;
 566                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
 567                                 continue;
 568                         /*
 569                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
 570                          *
 571                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
 572                          * Anonymous pages.
 573                          *
 574                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
 575                          * mapped pages.
 576                          */
 577                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
 578                                 continue;
 579                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
 580                                 continue;
 581                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
 582                                         &clear_refs_walk);
 583                 }
 584                 flush_tlb_mm(mm);
 585                 up_read(&mm->mmap_sem);
 586                 mmput(mm);
 587         }
 588         put_task_struct(task);
 589
 590         return count;
 591 }
 592
 593 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
 594         .write          = clear_refs_write,
 595         .llseek         = noop_llseek,
 596 };
 597
 598 struct pagemapread {
 599         int pos, len;
 600         u64 *buffer;
 601 };
 602
 603 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
 604 #define PM_STATUS_BITS      3
 605 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
 606 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
 607 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
 608 #define PM_PSHIFT_BITS      6
 609 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
 610 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
 611 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
 612 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
 613 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
 614
 615 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
 616 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
 617 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
 618 #define PM_END_OF_BUFFER    1
 619
 620 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, u64 pfn,
 621                           struct pagemapread *pm)
 622 {
 623         pm->buffer[pm->pos++] = pfn;
 624         if (pm->pos >= pm->len)
 625                 return PM_END_OF_BUFFER;
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
 630                                 struct mm_walk *walk)
 631 {
 632         struct pagemapread *pm = walk->private;
 633         unsigned long addr;
 634         int err = 0;
 635         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 636                 err = add_to_pagemap(addr, PM_NOT_PRESENT, pm);
 637                 if (err)
 638                         break;
 639         }
 640         return err;
 641 }
 642
 643 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 644 {
 645         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
 646         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
 647 }
 648
 649 static u64 pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 650 {
 651         u64 pme = 0;
 652         if (is_swap_pte(pte))
 653                 pme = PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
 654                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP;
 655         else if (pte_present(pte))
 656                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
 657                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
 658         return pme;
 659 }
 660
 661 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 662                              struct mm_walk *walk)
 663 {
 664         struct vm_area_struct *vma;
 665         struct pagemapread *pm = walk->private;
 666         pte_t *pte;
 667         int err = 0;
 668
 669         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 670
 671         /* find the first VMA at or above 'addr' */
 672         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 673         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 674                 u64 pfn = PM_NOT_PRESENT;
 675
 676                 /* check to see if we've left 'vma' behind
 677                  * and need a new, higher one */
 678                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
 679                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 680
 681                 /* check that 'vma' actually covers this address,
 682                  * and that it isn't a huge page vma */
 683                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
 684                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 685                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
 686                         pfn = pte_to_pagemap_entry(*pte);
 687                         /* unmap before userspace copy */
 688                         pte_unmap(pte);
 689                 }
 690                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
 691                 if (err)
 692                         return err;
 693         }
 694
 695         cond_resched();
 696
 697         return err;
 698 }
 699
 700 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 701 static u64 huge_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte, int offset)
 702 {
 703         u64 pme = 0;
 704         if (pte_present(pte))
 705                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
 706                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
 707         return pme;
 708 }
 709
 710 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
 711 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 712                                  unsigned long addr, unsigned long end,
 713                                  struct mm_walk *walk)
 714 {
 715         struct pagemapread *pm = walk->private;
 716         int err = 0;
 717         u64 pfn;
 718
 719         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 720                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
 721                 pfn = huge_pte_to_pagemap_entry(*pte, offset);
 722                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
 723                 if (err)
 724                         return err;
 725         }
 726
 727         cond_resched();
 728
 729         return err;
 730 }
 731 #endif /* HUGETLB_PAGE */
 732
 733 /*
 734  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
 735  *
 736  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
 737  * consisting of the following:
 738  *
 739  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
 740  * Bits 0-4   swap type if swapped
 741  * Bits 5-55  swap offset if swapped
 742  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
 743  * Bit  61    reserved for future use
 744  * Bit  62    page swapped
 745  * Bit  63    page present
 746  *
 747  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
 748  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
 749  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
 750  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
 751  * pages between processes.
 752  *
 753  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
 754  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
 755  * skip over unmapped regions.
 756  */
 757 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
 758 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
 759 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
 760                             size_t count, loff_t *ppos)
 761 {
 762         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 763         struct mm_struct *mm;
 764         struct pagemapread pm;
 765         int ret = -ESRCH;
 766         struct mm_walk pagemap_walk = {};
 767         unsigned long src;
 768         unsigned long svpfn;
 769         unsigned long start_vaddr;
 770         unsigned long end_vaddr;
 771         int copied = 0;
 772
 773         if (!task)
 774                 goto out;
 775
 776         ret = -EINVAL;
 777         /* file position must be aligned */
 778         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
 779                 goto out_task;
 780
 781         ret = 0;
 782         if (!count)
 783                 goto out_task;
 784
 785         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 786         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
 787         ret = -ENOMEM;
 788         if (!pm.buffer)
 789                 goto out_task;
 790
 791         mm = mm_for_maps(task);
 792         ret = PTR_ERR(mm);
 793         if (!mm || IS_ERR(mm))
 794                 goto out_free;
 795
 796         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
 797         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
 798 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 799         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
 800 #endif
 801         pagemap_walk.mm = mm;
 802         pagemap_walk.private = &pm;
 803
 804         src = *ppos;
 805         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
 806         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
 807         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
 808
 809         /* watch out for wraparound */
 810         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
 811                 start_vaddr = end_vaddr;
 812
 813         /*
 814          * The odds are that this will stop walking way
 815          * before end_vaddr, because the length of the
 816          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
 817          * will stop when we hit the end of the buffer.
 818          */
 819         ret = 0;
 820         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
 821                 int len;
 822                 unsigned long end;
 823
 824                 pm.pos = 0;
 825                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
 826                 /* overflow ? */
 827                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
 828                         end = end_vaddr;
 829                 down_read(&mm->mmap_sem);
 830                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
 831                 up_read(&mm->mmap_sem);
 832                 start_vaddr = end;
 833
 834                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
 835                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
 836                         ret = -EFAULT;
 837                         goto out_mm;
 838                 }
 839                 copied += len;
 840                 buf += len;
 841                 count -= len;
 842         }
 843         *ppos += copied;
 844         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
 845                 ret = copied;
 846
 847 out_mm:
 848         mmput(mm);
 849 out_free:
 850         kfree(pm.buffer);
 851 out_task:
 852         put_task_struct(task);
 853 out:
 854         return ret;
 855 }
 856
 857 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
 858         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
 859         .read           = pagemap_read,
 860 };
 861 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
 862
 863 #ifdef CONFIG_NUMA
 864
 865 struct numa_maps {
 866         struct vm_area_struct *vma;
 867         unsigned long pages;
 868         unsigned long anon;
 869         unsigned long active;
 870         unsigned long writeback;
 871         unsigned long mapcount_max;
 872         unsigned long dirty;
 873         unsigned long swapcache;
 874         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
 875 };
 876
 877 struct numa_maps_private {
 878         struct proc_maps_private proc_maps;
 879         struct numa_maps md;
 880 };
 881
 882 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
 883                         unsigned long nr_pages)
 884 {
 885         int count = page_mapcount(page);
 886
 887         md->pages += nr_pages;
 888         if (pte_dirty || PageDirty(page))
 889                 md->dirty += nr_pages;
 890
 891         if (PageSwapCache(page))
 892                 md->swapcache += nr_pages;
 893
 894         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
 895                 md->active += nr_pages;
 896
 897         if (PageWriteback(page))
 898                 md->writeback += nr_pages;
 899
 900         if (PageAnon(page))
 901                 md->anon += nr_pages;
 902
 903         if (count > md->mapcount_max)
 904                 md->mapcount_max = count;
 905
 906         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
 907 }
 908
 909 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
 910                 unsigned long addr)
 911 {
 912         struct page *page;
 913         int nid;
 914
 915         if (!pte_present(pte))
 916                 return NULL;
 917
 918         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
 919         if (!page)
 920                 return NULL;
 921
 922         if (PageReserved(page))
 923                 return NULL;
 924
 925         nid = page_to_nid(page);
 926         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
 927                 return NULL;
 928
 929         return page;
 930 }
 931
 932 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 933                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 934 {
 935         struct numa_maps *md;
 936         spinlock_t *ptl;
 937         pte_t *orig_pte;
 938         pte_t *pte;
 939
 940         md = walk->private;
 941         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
 942         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
 943                 if (pmd_trans_splitting(*pmd)) {
 944                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 945                         wait_split_huge_page(md->vma->anon_vma, pmd);
 946                 } else {
 947                         pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
 948                         struct page *page;
 949
 950                         page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
 951                         if (page)
 952                                 gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
 953                                                 HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
 954                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 955                         return 0;
 956                 }
 957         } else {
 958                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 959         }
 960
 961         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
 962         do {
 963                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
 964                 if (!page)
 965                         continue;
 966                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
 967
 968         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 969         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
 970         return 0;
 971 }
 972 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 973 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 974                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 975 {
 976         struct numa_maps *md;
 977         struct page *page;
 978
 979         if (pte_none(*pte))
 980                 return 0;
 981
 982         page = pte_page(*pte);
 983         if (!page)
 984                 return 0;
 985
 986         md = walk->private;
 987         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
 988         return 0;
 989 }
 990
 991 #else
 992 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 993                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 994 {
 995         return 0;
 996 }
 997 #endif
 998
 999 /*
1000  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1001  */
1002 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1003 {
1004         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1005         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1006         struct vm_area_struct *vma = v;
1007         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1008         struct file *file = vma->vm_file;
1009         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1010         struct mm_walk walk = {};
1011         struct mempolicy *pol;
1012         int n;
1013         char buffer[50];
1014
1015         if (!mm)
1016                 return 0;
1017
1018         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1019         memset(md, 0, sizeof(*md));
1020
1021         md->vma = vma;
1022
1023         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1024         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1025         walk.private = md;
1026         walk.mm = mm;
1027
1028         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1029         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1030         mpol_cond_put(pol);
1031
1032         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1033
1034         if (file) {
1035                 seq_printf(m, " file=");
1036                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1037         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1038                 seq_printf(m, " heap");
1039         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1040                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
1041                 seq_printf(m, " stack");
1042         }
1043
1044         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1045                 seq_printf(m, " huge");
1046
1047         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1048
1049         if (!md->pages)
1050                 goto out;
1051
1052         if (md->anon)
1053                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1054
1055         if (md->dirty)
1056                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1057
1058         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1059                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1060
1061         if (md->mapcount_max > 1)
1062                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1063
1064         if (md->swapcache)
1065                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1066
1067         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1068                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1069
1070         if (md->writeback)
1071                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1072
1073         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1074                 if (md->node[n])
1075                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1076 out:
1077         seq_putc(m, '\n');
1078
1079         if (m->count < m->size)
1080                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1085         .start  = m_start,
1086         .next   = m_next,
1087         .stop   = m_stop,
1088         .show   = show_numa_map,
1089 };
1090
1091 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1092 {
1093         struct numa_maps_private *priv;
1094         int ret = -ENOMEM;
1095         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1096         if (priv) {
1097                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1098                 ret = seq_open(file, &proc_pid_numa_maps_op);
1099                 if (!ret) {
1100                         struct seq_file *m = file->private_data;
1101                         m->private = priv;
1102                 } else {
1103                         kfree(priv);
1104                 }
1105         }
1106         return ret;
1107 }
1108
1109 const struct file_operations proc_numa_maps_operations = {
1110         .open           = numa_maps_open,
1111         .read           = seq_read,
1112         .llseek         = seq_lseek,
1113         .release        = seq_release_private,
1114 };
1115 #endif /* CONFIG_NUMA */