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