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
 213 show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma, int is_pid)
 214 {
 215         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 216         struct file *file = vma->vm_file;
 217         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 218         struct task_struct *task = priv->task;
 219         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
 220         unsigned long ino = 0;
 221         unsigned long long pgoff = 0;
 222         unsigned long start, end;
 223         dev_t dev = 0;
 224         int len;
 225         const char *name = NULL;
 226
 227         if (file) {
 228                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
 229                 dev = inode->i_sb->s_dev;
 230                 ino = inode->i_ino;
 231                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
 232         }
 233
 234         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
 235         start = vma->vm_start;
 236         if (stack_guard_page_start(vma, start))
 237                 start += PAGE_SIZE;
 238         end = vma->vm_end;
 239         if (stack_guard_page_end(vma, end))
 240                 end -= PAGE_SIZE;
 241
 242         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
 243                         start,
 244                         end,
 245                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
 246                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
 247                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
 248                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
 249                         pgoff,
 250                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
 251
 252         /*
 253          * Print the dentry name for named mappings, and a
 254          * special [heap] marker for the heap:
 255          */
 256         if (file) {
 257                 pad_len_spaces(m, len);
 258                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
 259                 goto done;
 260         }
 261
 262         name = arch_vma_name(vma);
 263         if (!name) {
 264                 pid_t tid;
 265
 266                 if (!mm) {
 267                         name = "[vdso]";
 268                         goto done;
 269                 }
 270
 271                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
 272                     vma->vm_end >= mm->start_brk) {
 273                         name = "[heap]";
 274                         goto done;
 275                 }
 276
 277                 tid = vm_is_stack(task, vma, is_pid);
 278
 279                 if (tid != 0) {
 280                         /*
 281                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
 282                          * the main process stack.
 283                          */
 284                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
 285                             vma->vm_end >= mm->start_stack)) {
 286                                 name = "[stack]";
 287                         } else {
 288                                 /* Thread stack in /proc/PID/maps */
 289                                 pad_len_spaces(m, len);
 290                                 seq_printf(m, "[stack:%d]", tid);
 291                         }
 292                 }
 293         }
 294
 295 done:
 296         if (name) {
 297                 pad_len_spaces(m, len);
 298                 seq_puts(m, name);
 299         }
 300         seq_putc(m, '\n');
 301 }
 302
 303 static int show_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
 304 {
 305         struct vm_area_struct *vma = v;
 306         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 307         struct task_struct *task = priv->task;
 308
 309         show_map_vma(m, vma, is_pid);
 310
 311         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 312                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 313                         ? vma->vm_start : 0;
 314         return 0;
 315 }
 316
 317 static int show_pid_map(struct seq_file *m, void *v)
 318 {
 319         return show_map(m, v, 1);
 320 }
 321
 322 static int show_tid_map(struct seq_file *m, void *v)
 323 {
 324         return show_map(m, v, 0);
 325 }
 326
 327 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
 328         .start  = m_start,
 329         .next   = m_next,
 330         .stop   = m_stop,
 331         .show   = show_pid_map
 332 };
 333
 334 static const struct seq_operations proc_tid_maps_op = {
 335         .start  = m_start,
 336         .next   = m_next,
 337         .stop   = m_stop,
 338         .show   = show_tid_map
 339 };
 340
 341 static int pid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 342 {
 343         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
 344 }
 345
 346 static int tid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 347 {
 348         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_maps_op);
 349 }
 350
 351 const struct file_operations proc_pid_maps_operations = {
 352         .open           = pid_maps_open,
 353         .read           = seq_read,
 354         .llseek         = seq_lseek,
 355         .release        = seq_release_private,
 356 };
 357
 358 const struct file_operations proc_tid_maps_operations = {
 359         .open           = tid_maps_open,
 360         .read           = seq_read,
 361         .llseek         = seq_lseek,
 362         .release        = seq_release_private,
 363 };
 364
 365 /*
 366  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
 367  *
 368  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
 369  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
 370  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
 371  * process, its PSS will be 1500.
 372  *
 373  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
 374  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
 375  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
 376  *
 377  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
 378  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
 379  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
 380  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
 381  */
 382 #define PSS_SHIFT 12
 383
 384 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
 385 struct mem_size_stats {
 386         struct vm_area_struct *vma;
 387         unsigned long resident;
 388         unsigned long shared_clean;
 389         unsigned long shared_dirty;
 390         unsigned long private_clean;
 391         unsigned long private_dirty;
 392         unsigned long referenced;
 393         unsigned long anonymous;
 394         unsigned long anonymous_thp;
 395         unsigned long swap;
 396         u64 pss;
 397 };
 398
 399
 400 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
 401                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
 402 {
 403         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
 404         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
 405         struct page *page;
 406         int mapcount;
 407
 408         if (is_swap_pte(ptent)) {
 409                 mss->swap += ptent_size;
 410                 return;
 411         }
 412
 413         if (!pte_present(ptent))
 414                 return;
 415
 416         page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 417         if (!page)
 418                 return;
 419
 420         if (PageAnon(page))
 421                 mss->anonymous += ptent_size;
 422
 423         mss->resident += ptent_size;
 424         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
 425         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
 426                 mss->referenced += ptent_size;
 427         mapcount = page_mapcount(page);
 428         if (mapcount >= 2) {
 429                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
 430                         mss->shared_dirty += ptent_size;
 431                 else
 432                         mss->shared_clean += ptent_size;
 433                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
 434         } else {
 435                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
 436                         mss->private_dirty += ptent_size;
 437                 else
 438                         mss->private_clean += ptent_size;
 439                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
 440         }
 441 }
 442
 443 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 444                            struct mm_walk *walk)
 445 {
 446         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
 447         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
 448         pte_t *pte;
 449         spinlock_t *ptl;
 450
 451         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
 452                 smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr, HPAGE_PMD_SIZE, walk);
 453                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 454                 mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
 455                 return 0;
 456         }
 457
 458         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 459                 return 0;
 460         /*
 461          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
 462          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
 463          * in here.
 464          */
 465         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 466         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
 467                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
 468         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 469         cond_resched();
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
 474 {
 475         struct proc_maps_private *priv = m->private;
 476         struct task_struct *task = priv->task;
 477         struct vm_area_struct *vma = v;
 478         struct mem_size_stats mss;
 479         struct mm_walk smaps_walk = {
 480                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
 481                 .mm = vma->vm_mm,
 482                 .private = &mss,
 483         };
 484
 485         memset(&mss, 0, sizeof mss);
 486         mss.vma = vma;
 487         /* mmap_sem is held in m_start */
 488         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
 489                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
 490
 491         show_map_vma(m, vma, is_pid);
 492
 493         seq_printf(m,
 494                    "Size:           %8lu kB\n"
 495                    "Rss:            %8lu kB\n"
 496                    "Pss:            %8lu kB\n"
 497                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
 498                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
 499                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
 500                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
 501                    "Referenced:     %8lu kB\n"
 502                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
 503                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
 504                    "Swap:           %8lu kB\n"
 505                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
 506                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
 507                    "Locked:         %8lu kB\n",
 508                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
 509                    mss.resident >> 10,
 510                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
 511                    mss.shared_clean  >> 10,
 512                    mss.shared_dirty  >> 10,
 513                    mss.private_clean >> 10,
 514                    mss.private_dirty >> 10,
 515                    mss.referenced >> 10,
 516                    mss.anonymous >> 10,
 517                    mss.anonymous_thp >> 10,
 518                    mss.swap >> 10,
 519                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
 520                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
 521                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
 522                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
 523
 524         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
 525                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
 526                         ? vma->vm_start : 0;
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 static int show_pid_smap(struct seq_file *m, void *v)
 531 {
 532         return show_smap(m, v, 1);
 533 }
 534
 535 static int show_tid_smap(struct seq_file *m, void *v)
 536 {
 537         return show_smap(m, v, 0);
 538 }
 539
 540 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
 541         .start  = m_start,
 542         .next   = m_next,
 543         .stop   = m_stop,
 544         .show   = show_pid_smap
 545 };
 546
 547 static const struct seq_operations proc_tid_smaps_op = {
 548         .start  = m_start,
 549         .next   = m_next,
 550         .stop   = m_stop,
 551         .show   = show_tid_smap
 552 };
 553
 554 static int pid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 555 {
 556         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
 557 }
 558
 559 static int tid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
 560 {
 561         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_smaps_op);
 562 }
 563
 564 const struct file_operations proc_pid_smaps_operations = {
 565         .open           = pid_smaps_open,
 566         .read           = seq_read,
 567         .llseek         = seq_lseek,
 568         .release        = seq_release_private,
 569 };
 570
 571 const struct file_operations proc_tid_smaps_operations = {
 572         .open           = tid_smaps_open,
 573         .read           = seq_read,
 574         .llseek         = seq_lseek,
 575         .release        = seq_release_private,
 576 };
 577
 578 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 579                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 580 {
 581         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
 582         pte_t *pte, ptent;
 583         spinlock_t *ptl;
 584         struct page *page;
 585
 586         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
 587         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 588                 return 0;
 589
 590         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 591         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 592                 ptent = *pte;
 593                 if (!pte_present(ptent))
 594                         continue;
 595
 596                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
 597                 if (!page)
 598                         continue;
 599
 600                 /* Clear accessed and referenced bits. */
 601                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
 602                 ClearPageReferenced(page);
 603         }
 604         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 605         cond_resched();
 606         return 0;
 607 }
 608
 609 #define CLEAR_REFS_ALL 1
 610 #define CLEAR_REFS_ANON 2
 611 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
 612
 613 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
 614                                 size_t count, loff_t *ppos)
 615 {
 616         struct task_struct *task;
 617         char buffer[PROC_NUMBUF];
 618         struct mm_struct *mm;
 619         struct vm_area_struct *vma;
 620         int type;
 621         int rv;
 622
 623         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 624         if (count > sizeof(buffer) - 1)
 625                 count = sizeof(buffer) - 1;
 626         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
 627                 return -EFAULT;
 628         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
 629         if (rv < 0)
 630                 return rv;
 631         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
 632                 return -EINVAL;
 633         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 634         if (!task)
 635                 return -ESRCH;
 636         mm = get_task_mm(task);
 637         if (mm) {
 638                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
 639                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
 640                         .mm = mm,
 641                 };
 642                 down_read(&mm->mmap_sem);
 643                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
 644                         clear_refs_walk.private = vma;
 645                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
 646                                 continue;
 647                         /*
 648                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
 649                          *
 650                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
 651                          * Anonymous pages.
 652                          *
 653                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
 654                          * mapped pages.
 655                          */
 656                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
 657                                 continue;
 658                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
 659                                 continue;
 660                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
 661                                         &clear_refs_walk);
 662                 }
 663                 flush_tlb_mm(mm);
 664                 up_read(&mm->mmap_sem);
 665                 mmput(mm);
 666         }
 667         put_task_struct(task);
 668
 669         return count;
 670 }
 671
 672 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
 673         .write          = clear_refs_write,
 674         .llseek         = noop_llseek,
 675 };
 676
 677 typedef struct {
 678         u64 pme;
 679 } pagemap_entry_t;
 680
 681 struct pagemapread {
 682         int pos, len;
 683         pagemap_entry_t *buffer;
 684 };
 685
 686 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
 687 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
 688
 689 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
 690 #define PM_STATUS_BITS      3
 691 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
 692 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
 693 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
 694 #define PM_PSHIFT_BITS      6
 695 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
 696 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
 697 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
 698 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
 699 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
 700
 701 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
 702 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
 703 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
 704 #define PM_END_OF_BUFFER    1
 705
 706 static inline pagemap_entry_t make_pme(u64 val)
 707 {
 708         return (pagemap_entry_t) { .pme = val };
 709 }
 710
 711 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, pagemap_entry_t *pme,
 712                           struct pagemapread *pm)
 713 {
 714         pm->buffer[pm->pos++] = *pme;
 715         if (pm->pos >= pm->len)
 716                 return PM_END_OF_BUFFER;
 717         return 0;
 718 }
 719
 720 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
 721                                 struct mm_walk *walk)
 722 {
 723         struct pagemapread *pm = walk->private;
 724         unsigned long addr;
 725         int err = 0;
 726         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
 727
 728         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 729                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 730                 if (err)
 731                         break;
 732         }
 733         return err;
 734 }
 735
 736 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 737 {
 738         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
 739         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
 740 }
 741
 742 static void pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme, pte_t pte)
 743 {
 744         if (is_swap_pte(pte))
 745                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
 746                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP);
 747         else if (pte_present(pte))
 748                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
 749                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
 750 }
 751
 752 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 753 static void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
 754                                         pmd_t pmd, int offset)
 755 {
 756         /*
 757          * Currently pmd for thp is always present because thp can not be
 758          * swapped-out, migrated, or HWPOISONed (split in such cases instead.)
 759          * This if-check is just to prepare for future implementation.
 760          */
 761         if (pmd_present(pmd))
 762                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pmd_pfn(pmd) + offset)
 763                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
 764 }
 765 #else
 766 static inline void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
 767                                                 pmd_t pmd, int offset)
 768 {
 769 }
 770 #endif
 771
 772 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 773                              struct mm_walk *walk)
 774 {
 775         struct vm_area_struct *vma;
 776         struct pagemapread *pm = walk->private;
 777         pte_t *pte;
 778         int err = 0;
 779         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
 780
 781         /* find the first VMA at or above 'addr' */
 782         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 783         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
 784                 for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 785                         unsigned long offset;
 786
 787                         offset = (addr & ~PAGEMAP_WALK_MASK) >>
 788                                         PAGE_SHIFT;
 789                         thp_pmd_to_pagemap_entry(&pme, *pmd, offset);
 790                         err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 791                         if (err)
 792                                 break;
 793                 }
 794                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 795                 return err;
 796         }
 797
 798         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 799                 return 0;
 800         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 801
 802                 /* check to see if we've left 'vma' behind
 803                  * and need a new, higher one */
 804                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
 805                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 806
 807                 /* check that 'vma' actually covers this address,
 808                  * and that it isn't a huge page vma */
 809                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
 810                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 811                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
 812                         pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte);
 813                         /* unmap before userspace copy */
 814                         pte_unmap(pte);
 815                 }
 816                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 817                 if (err)
 818                         return err;
 819         }
 820
 821         cond_resched();
 822
 823         return err;
 824 }
 825
 826 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 827 static void huge_pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
 828                                         pte_t pte, int offset)
 829 {
 830         if (pte_present(pte))
 831                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
 832                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
 833 }
 834
 835 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
 836 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 837                                  unsigned long addr, unsigned long end,
 838                                  struct mm_walk *walk)
 839 {
 840         struct pagemapread *pm = walk->private;
 841         int err = 0;
 842         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
 843
 844         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 845                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
 846                 huge_pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte, offset);
 847                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 848                 if (err)
 849                         return err;
 850         }
 851
 852         cond_resched();
 853
 854         return err;
 855 }
 856 #endif /* HUGETLB_PAGE */
 857
 858 /*
 859  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
 860  *
 861  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
 862  * consisting of the following:
 863  *
 864  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
 865  * Bits 0-4   swap type if swapped
 866  * Bits 5-55  swap offset if swapped
 867  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
 868  * Bit  61    reserved for future use
 869  * Bit  62    page swapped
 870  * Bit  63    page present
 871  *
 872  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
 873  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
 874  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
 875  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
 876  * pages between processes.
 877  *
 878  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
 879  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
 880  * skip over unmapped regions.
 881  */
 882 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
 883                             size_t count, loff_t *ppos)
 884 {
 885         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 886         struct mm_struct *mm;
 887         struct pagemapread pm;
 888         int ret = -ESRCH;
 889         struct mm_walk pagemap_walk = {};
 890         unsigned long src;
 891         unsigned long svpfn;
 892         unsigned long start_vaddr;
 893         unsigned long end_vaddr;
 894         int copied = 0;
 895
 896         if (!task)
 897                 goto out;
 898
 899         ret = -EINVAL;
 900         /* file position must be aligned */
 901         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
 902                 goto out_task;
 903
 904         ret = 0;
 905         if (!count)
 906                 goto out_task;
 907
 908         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 909         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
 910         ret = -ENOMEM;
 911         if (!pm.buffer)
 912                 goto out_task;
 913
 914         mm = mm_for_maps(task);
 915         ret = PTR_ERR(mm);
 916         if (!mm || IS_ERR(mm))
 917                 goto out_free;
 918
 919         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
 920         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
 921 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 922         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
 923 #endif
 924         pagemap_walk.mm = mm;
 925         pagemap_walk.private = &pm;
 926
 927         src = *ppos;
 928         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
 929         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
 930         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
 931
 932         /* watch out for wraparound */
 933         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
 934                 start_vaddr = end_vaddr;
 935
 936         /*
 937          * The odds are that this will stop walking way
 938          * before end_vaddr, because the length of the
 939          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
 940          * will stop when we hit the end of the buffer.
 941          */
 942         ret = 0;
 943         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
 944                 int len;
 945                 unsigned long end;
 946
 947                 pm.pos = 0;
 948                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
 949                 /* overflow ? */
 950                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
 951                         end = end_vaddr;
 952                 down_read(&mm->mmap_sem);
 953                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
 954                 up_read(&mm->mmap_sem);
 955                 start_vaddr = end;
 956
 957                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
 958                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
 959                         ret = -EFAULT;
 960                         goto out_mm;
 961                 }
 962                 copied += len;
 963                 buf += len;
 964                 count -= len;
 965         }
 966         *ppos += copied;
 967         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
 968                 ret = copied;
 969
 970 out_mm:
 971         mmput(mm);
 972 out_free:
 973         kfree(pm.buffer);
 974 out_task:
 975         put_task_struct(task);
 976 out:
 977         return ret;
 978 }
 979
 980 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
 981         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
 982         .read           = pagemap_read,
 983 };
 984 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
 985
 986 #ifdef CONFIG_NUMA
 987
 988 struct numa_maps {
 989         struct vm_area_struct *vma;
 990         unsigned long pages;
 991         unsigned long anon;
 992         unsigned long active;
 993         unsigned long writeback;
 994         unsigned long mapcount_max;
 995         unsigned long dirty;
 996         unsigned long swapcache;
 997         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
 998 };
 999
1000 struct numa_maps_private {
1001         struct proc_maps_private proc_maps;
1002         struct numa_maps md;
1003 };
1004
1005 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
1006                         unsigned long nr_pages)
1007 {
1008         int count = page_mapcount(page);
1009
1010         md->pages += nr_pages;
1011         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1012                 md->dirty += nr_pages;
1013
1014         if (PageSwapCache(page))
1015                 md->swapcache += nr_pages;
1016
1017         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
1018                 md->active += nr_pages;
1019
1020         if (PageWriteback(page))
1021                 md->writeback += nr_pages;
1022
1023         if (PageAnon(page))
1024                 md->anon += nr_pages;
1025
1026         if (count > md->mapcount_max)
1027                 md->mapcount_max = count;
1028
1029         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
1030 }
1031
1032 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
1033                 unsigned long addr)
1034 {
1035         struct page *page;
1036         int nid;
1037
1038         if (!pte_present(pte))
1039                 return NULL;
1040
1041         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
1042         if (!page)
1043                 return NULL;
1044
1045         if (PageReserved(page))
1046                 return NULL;
1047
1048         nid = page_to_nid(page);
1049         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1050                 return NULL;
1051
1052         return page;
1053 }
1054
1055 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1056                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1057 {
1058         struct numa_maps *md;
1059         spinlock_t *ptl;
1060         pte_t *orig_pte;
1061         pte_t *pte;
1062
1063         md = walk->private;
1064
1065         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, md->vma) == 1) {
1066                 pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
1067                 struct page *page;
1068
1069                 page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
1070                 if (page)
1071                         gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
1072                                      HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
1073                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
1074                 return 0;
1075         }
1076
1077         if (pmd_trans_unstable(pmd))
1078                 return 0;
1079         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
1080         do {
1081                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
1082                 if (!page)
1083                         continue;
1084                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1085
1086         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1087         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
1088         return 0;
1089 }
1090 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1091 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1092                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1093 {
1094         struct numa_maps *md;
1095         struct page *page;
1096
1097         if (pte_none(*pte))
1098                 return 0;
1099
1100         page = pte_page(*pte);
1101         if (!page)
1102                 return 0;
1103
1104         md = walk->private;
1105         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 #else
1110 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1111                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1112 {
1113         return 0;
1114 }
1115 #endif
1116
1117 /*
1118  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1119  */
1120 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
1121 {
1122         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1123         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1124         struct vm_area_struct *vma = v;
1125         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1126         struct file *file = vma->vm_file;
1127         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1128         struct mm_walk walk = {};
1129         struct mempolicy *pol;
1130         int n;
1131         char buffer[50];
1132
1133         if (!mm)
1134                 return 0;
1135
1136         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1137         memset(md, 0, sizeof(*md));
1138
1139         md->vma = vma;
1140
1141         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1142         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1143         walk.private = md;
1144         walk.mm = mm;
1145
1146         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1147         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1148         mpol_cond_put(pol);
1149
1150         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1151
1152         if (file) {
1153                 seq_printf(m, " file=");
1154                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1155         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1156                 seq_printf(m, " heap");
1157         } else {
1158                 pid_t tid = vm_is_stack(proc_priv->task, vma, is_pid);
1159                 if (tid != 0) {
1160                         /*
1161                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
1162                          * the main process stack.
1163                          */
1164                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1165                             vma->vm_end >= mm->start_stack))
1166                                 seq_printf(m, " stack");
1167                         else
1168                                 seq_printf(m, " stack:%d", tid);
1169                 }
1170         }
1171
1172         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1173                 seq_printf(m, " huge");
1174
1175         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1176
1177         if (!md->pages)
1178                 goto out;
1179
1180         if (md->anon)
1181                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1182
1183         if (md->dirty)
1184                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1185
1186         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1187                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1188
1189         if (md->mapcount_max > 1)
1190                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1191
1192         if (md->swapcache)
1193                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1194
1195         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1196                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1197
1198         if (md->writeback)
1199                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1200
1201         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1202                 if (md->node[n])
1203                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1204 out:
1205         seq_putc(m, '\n');
1206
1207         if (m->count < m->size)
1208                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int show_pid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1213 {
1214         return show_numa_map(m, v, 1);
1215 }
1216
1217 static int show_tid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1218 {
1219         return show_numa_map(m, v, 0);
1220 }
1221
1222 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1223         .start  = m_start,
1224         .next   = m_next,
1225         .stop   = m_stop,
1226         .show   = show_pid_numa_map,
1227 };
1228
1229 static const struct seq_operations proc_tid_numa_maps_op = {
1230         .start  = m_start,
1231         .next   = m_next,
1232         .stop   = m_stop,
1233         .show   = show_tid_numa_map,
1234 };
1235
1236 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
1237                           const struct seq_operations *ops)
1238 {
1239         struct numa_maps_private *priv;
1240         int ret = -ENOMEM;
1241         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1242         if (priv) {
1243                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1244                 ret = seq_open(file, ops);
1245                 if (!ret) {
1246                         struct seq_file *m = file->private_data;
1247                         m->private = priv;
1248                 } else {
1249                         kfree(priv);
1250                 }
1251         }
1252         return ret;
1253 }
1254
1255 static int pid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1256 {
1257         return numa_maps_open(inode, file, &proc_pid_numa_maps_op);
1258 }
1259
1260 static int tid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1261 {
1262         return numa_maps_open(inode, file, &proc_tid_numa_maps_op);
1263 }
1264
1265 const struct file_operations proc_pid_numa_maps_operations = {
1266         .open           = pid_numa_maps_open,
1267         .read           = seq_read,
1268         .llseek         = seq_lseek,
1269         .release        = seq_release_private,
1270 };
1271
1272 const struct file_operations proc_tid_numa_maps_operations = {
1273         .open           = tid_numa_maps_open,
1274         .read           = seq_read,
1275         .llseek         = seq_lseek,
1276         .release        = seq_release_private,
1277 };
1278 #endif /* CONFIG_NUMA */