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                 if (PageReserved(page))
 601                         continue;
 602
 603                 /* Clear accessed and referenced bits. */
 604                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
 605                 ClearPageReferenced(page);
 606         }
 607         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 608         cond_resched();
 609         return 0;
 610 }
 611
 612 #define CLEAR_REFS_ALL 1
 613 #define CLEAR_REFS_ANON 2
 614 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
 615
 616 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
 617                                 size_t count, loff_t *ppos)
 618 {
 619         struct task_struct *task;
 620         char buffer[PROC_NUMBUF];
 621         struct mm_struct *mm;
 622         struct vm_area_struct *vma;
 623         int type;
 624         int rv;
 625
 626         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 627         if (count > sizeof(buffer) - 1)
 628                 count = sizeof(buffer) - 1;
 629         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
 630                 return -EFAULT;
 631         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
 632         if (rv < 0)
 633                 return rv;
 634         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
 635                 return -EINVAL;
 636         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 637         if (!task)
 638                 return -ESRCH;
 639         mm = get_task_mm(task);
 640         if (mm) {
 641                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
 642                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
 643                         .mm = mm,
 644                 };
 645                 down_read(&mm->mmap_sem);
 646                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
 647                         clear_refs_walk.private = vma;
 648                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
 649                                 continue;
 650                         /*
 651                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
 652                          *
 653                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
 654                          * Anonymous pages.
 655                          *
 656                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
 657                          * mapped pages.
 658                          */
 659                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
 660                                 continue;
 661                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
 662                                 continue;
 663                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
 664                                         &clear_refs_walk);
 665                 }
 666                 flush_tlb_mm(mm);
 667                 up_read(&mm->mmap_sem);
 668                 mmput(mm);
 669         }
 670         put_task_struct(task);
 671
 672         return count;
 673 }
 674
 675 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
 676         .write          = clear_refs_write,
 677         .llseek         = noop_llseek,
 678 };
 679
 680 typedef struct {
 681         u64 pme;
 682 } pagemap_entry_t;
 683
 684 struct pagemapread {
 685         int pos, len;
 686         pagemap_entry_t *buffer;
 687 };
 688
 689 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
 690 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
 691
 692 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
 693 #define PM_STATUS_BITS      3
 694 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
 695 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
 696 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
 697 #define PM_PSHIFT_BITS      6
 698 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
 699 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
 700 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
 701 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
 702 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
 703
 704 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
 705 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
 706 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
 707 #define PM_END_OF_BUFFER    1
 708
 709 static inline pagemap_entry_t make_pme(u64 val)
 710 {
 711         return (pagemap_entry_t) { .pme = val };
 712 }
 713
 714 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, pagemap_entry_t *pme,
 715                           struct pagemapread *pm)
 716 {
 717         pm->buffer[pm->pos++] = *pme;
 718         if (pm->pos >= pm->len)
 719                 return PM_END_OF_BUFFER;
 720         return 0;
 721 }
 722
 723 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
 724                                 struct mm_walk *walk)
 725 {
 726         struct pagemapread *pm = walk->private;
 727         unsigned long addr;
 728         int err = 0;
 729         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
 730
 731         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 732                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 733                 if (err)
 734                         break;
 735         }
 736         return err;
 737 }
 738
 739 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
 740 {
 741         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
 742         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
 743 }
 744
 745 static void pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme, pte_t pte)
 746 {
 747         if (is_swap_pte(pte))
 748                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
 749                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP);
 750         else if (pte_present(pte))
 751                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
 752                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
 753 }
 754
 755 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 756 static void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
 757                                         pmd_t pmd, int offset)
 758 {
 759         /*
 760          * Currently pmd for thp is always present because thp can not be
 761          * swapped-out, migrated, or HWPOISONed (split in such cases instead.)
 762          * This if-check is just to prepare for future implementation.
 763          */
 764         if (pmd_present(pmd))
 765                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pmd_pfn(pmd) + offset)
 766                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
 767 }
 768 #else
 769 static inline void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
 770                                                 pmd_t pmd, int offset)
 771 {
 772 }
 773 #endif
 774
 775 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 776                              struct mm_walk *walk)
 777 {
 778         struct vm_area_struct *vma;
 779         struct pagemapread *pm = walk->private;
 780         pte_t *pte;
 781         int err = 0;
 782         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
 783
 784         /* find the first VMA at or above 'addr' */
 785         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 786         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
 787                 for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 788                         unsigned long offset;
 789
 790                         offset = (addr & ~PAGEMAP_WALK_MASK) >>
 791                                         PAGE_SHIFT;
 792                         thp_pmd_to_pagemap_entry(&pme, *pmd, offset);
 793                         err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 794                         if (err)
 795                                 break;
 796                 }
 797                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
 798                 return err;
 799         }
 800
 801         if (pmd_trans_unstable(pmd))
 802                 return 0;
 803         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 804
 805                 /* check to see if we've left 'vma' behind
 806                  * and need a new, higher one */
 807                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
 808                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
 809
 810                 /* check that 'vma' actually covers this address,
 811                  * and that it isn't a huge page vma */
 812                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
 813                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 814                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
 815                         pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte);
 816                         /* unmap before userspace copy */
 817                         pte_unmap(pte);
 818                 }
 819                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 820                 if (err)
 821                         return err;
 822         }
 823
 824         cond_resched();
 825
 826         return err;
 827 }
 828
 829 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 830 static void huge_pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
 831                                         pte_t pte, int offset)
 832 {
 833         if (pte_present(pte))
 834                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
 835                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
 836 }
 837
 838 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
 839 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
 840                                  unsigned long addr, unsigned long end,
 841                                  struct mm_walk *walk)
 842 {
 843         struct pagemapread *pm = walk->private;
 844         int err = 0;
 845         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
 846
 847         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
 848                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
 849                 huge_pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte, offset);
 850                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
 851                 if (err)
 852                         return err;
 853         }
 854
 855         cond_resched();
 856
 857         return err;
 858 }
 859 #endif /* HUGETLB_PAGE */
 860
 861 /*
 862  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
 863  *
 864  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
 865  * consisting of the following:
 866  *
 867  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
 868  * Bits 0-4   swap type if swapped
 869  * Bits 5-55  swap offset if swapped
 870  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
 871  * Bit  61    reserved for future use
 872  * Bit  62    page swapped
 873  * Bit  63    page present
 874  *
 875  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
 876  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
 877  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
 878  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
 879  * pages between processes.
 880  *
 881  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
 882  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
 883  * skip over unmapped regions.
 884  */
 885 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
 886                             size_t count, loff_t *ppos)
 887 {
 888         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
 889         struct mm_struct *mm;
 890         struct pagemapread pm;
 891         int ret = -ESRCH;
 892         struct mm_walk pagemap_walk = {};
 893         unsigned long src;
 894         unsigned long svpfn;
 895         unsigned long start_vaddr;
 896         unsigned long end_vaddr;
 897         int copied = 0;
 898
 899         if (!task)
 900                 goto out;
 901
 902         ret = -EINVAL;
 903         /* file position must be aligned */
 904         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
 905                 goto out_task;
 906
 907         ret = 0;
 908         if (!count)
 909                 goto out_task;
 910
 911         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 912         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
 913         ret = -ENOMEM;
 914         if (!pm.buffer)
 915                 goto out_task;
 916
 917         mm = mm_for_maps(task);
 918         ret = PTR_ERR(mm);
 919         if (!mm || IS_ERR(mm))
 920                 goto out_free;
 921
 922         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
 923         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
 924 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 925         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
 926 #endif
 927         pagemap_walk.mm = mm;
 928         pagemap_walk.private = &pm;
 929
 930         src = *ppos;
 931         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
 932         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
 933         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
 934
 935         /* watch out for wraparound */
 936         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
 937                 start_vaddr = end_vaddr;
 938
 939         /*
 940          * The odds are that this will stop walking way
 941          * before end_vaddr, because the length of the
 942          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
 943          * will stop when we hit the end of the buffer.
 944          */
 945         ret = 0;
 946         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
 947                 int len;
 948                 unsigned long end;
 949
 950                 pm.pos = 0;
 951                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
 952                 /* overflow ? */
 953                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
 954                         end = end_vaddr;
 955                 down_read(&mm->mmap_sem);
 956                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
 957                 up_read(&mm->mmap_sem);
 958                 start_vaddr = end;
 959
 960                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
 961                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
 962                         ret = -EFAULT;
 963                         goto out_mm;
 964                 }
 965                 copied += len;
 966                 buf += len;
 967                 count -= len;
 968         }
 969         *ppos += copied;
 970         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
 971                 ret = copied;
 972
 973 out_mm:
 974         mmput(mm);
 975 out_free:
 976         kfree(pm.buffer);
 977 out_task:
 978         put_task_struct(task);
 979 out:
 980         return ret;
 981 }
 982
 983 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
 984         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
 985         .read           = pagemap_read,
 986 };
 987 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
 988
 989 #ifdef CONFIG_NUMA
 990
 991 struct numa_maps {
 992         struct vm_area_struct *vma;
 993         unsigned long pages;
 994         unsigned long anon;
 995         unsigned long active;
 996         unsigned long writeback;
 997         unsigned long mapcount_max;
 998         unsigned long dirty;
 999         unsigned long swapcache;
1000         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
1001 };
1002
1003 struct numa_maps_private {
1004         struct proc_maps_private proc_maps;
1005         struct numa_maps md;
1006 };
1007
1008 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
1009                         unsigned long nr_pages)
1010 {
1011         int count = page_mapcount(page);
1012
1013         md->pages += nr_pages;
1014         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1015                 md->dirty += nr_pages;
1016
1017         if (PageSwapCache(page))
1018                 md->swapcache += nr_pages;
1019
1020         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
1021                 md->active += nr_pages;
1022
1023         if (PageWriteback(page))
1024                 md->writeback += nr_pages;
1025
1026         if (PageAnon(page))
1027                 md->anon += nr_pages;
1028
1029         if (count > md->mapcount_max)
1030                 md->mapcount_max = count;
1031
1032         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
1033 }
1034
1035 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
1036                 unsigned long addr)
1037 {
1038         struct page *page;
1039         int nid;
1040
1041         if (!pte_present(pte))
1042                 return NULL;
1043
1044         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
1045         if (!page)
1046                 return NULL;
1047
1048         if (PageReserved(page))
1049                 return NULL;
1050
1051         nid = page_to_nid(page);
1052         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1053                 return NULL;
1054
1055         return page;
1056 }
1057
1058 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1059                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1060 {
1061         struct numa_maps *md;
1062         spinlock_t *ptl;
1063         pte_t *orig_pte;
1064         pte_t *pte;
1065
1066         md = walk->private;
1067
1068         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, md->vma) == 1) {
1069                 pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
1070                 struct page *page;
1071
1072                 page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
1073                 if (page)
1074                         gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
1075                                      HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
1076                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
1077                 return 0;
1078         }
1079
1080         if (pmd_trans_unstable(pmd))
1081                 return 0;
1082         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
1083         do {
1084                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
1085                 if (!page)
1086                         continue;
1087                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1088
1089         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1090         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
1091         return 0;
1092 }
1093 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1094 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1095                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1096 {
1097         struct numa_maps *md;
1098         struct page *page;
1099
1100         if (pte_none(*pte))
1101                 return 0;
1102
1103         page = pte_page(*pte);
1104         if (!page)
1105                 return 0;
1106
1107         md = walk->private;
1108         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 #else
1113 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1114                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1115 {
1116         return 0;
1117 }
1118 #endif
1119
1120 /*
1121  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1122  */
1123 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
1124 {
1125         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1126         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1127         struct vm_area_struct *vma = v;
1128         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1129         struct file *file = vma->vm_file;
1130         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1131         struct mm_walk walk = {};
1132         struct mempolicy *pol;
1133         int n;
1134         char buffer[50];
1135
1136         if (!mm)
1137                 return 0;
1138
1139         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1140         memset(md, 0, sizeof(*md));
1141
1142         md->vma = vma;
1143
1144         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1145         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1146         walk.private = md;
1147         walk.mm = mm;
1148
1149         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1150         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1151         mpol_cond_put(pol);
1152
1153         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1154
1155         if (file) {
1156                 seq_printf(m, " file=");
1157                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1158         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1159                 seq_printf(m, " heap");
1160         } else {
1161                 pid_t tid = vm_is_stack(proc_priv->task, vma, is_pid);
1162                 if (tid != 0) {
1163                         /*
1164                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
1165                          * the main process stack.
1166                          */
1167                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1168                             vma->vm_end >= mm->start_stack))
1169                                 seq_printf(m, " stack");
1170                         else
1171                                 seq_printf(m, " stack:%d", tid);
1172                 }
1173         }
1174
1175         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1176                 seq_printf(m, " huge");
1177
1178         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1179
1180         if (!md->pages)
1181                 goto out;
1182
1183         if (md->anon)
1184                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1185
1186         if (md->dirty)
1187                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1188
1189         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1190                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1191
1192         if (md->mapcount_max > 1)
1193                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1194
1195         if (md->swapcache)
1196                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1197
1198         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1199                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1200
1201         if (md->writeback)
1202                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1203
1204         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1205                 if (md->node[n])
1206                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1207 out:
1208         seq_putc(m, '\n');
1209
1210         if (m->count < m->size)
1211                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1212         return 0;
1213 }
1214
1215 static int show_pid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1216 {
1217         return show_numa_map(m, v, 1);
1218 }
1219
1220 static int show_tid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1221 {
1222         return show_numa_map(m, v, 0);
1223 }
1224
1225 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1226         .start  = m_start,
1227         .next   = m_next,
1228         .stop   = m_stop,
1229         .show   = show_pid_numa_map,
1230 };
1231
1232 static const struct seq_operations proc_tid_numa_maps_op = {
1233         .start  = m_start,
1234         .next   = m_next,
1235         .stop   = m_stop,
1236         .show   = show_tid_numa_map,
1237 };
1238
1239 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
1240                           const struct seq_operations *ops)
1241 {
1242         struct numa_maps_private *priv;
1243         int ret = -ENOMEM;
1244         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1245         if (priv) {
1246                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1247                 ret = seq_open(file, ops);
1248                 if (!ret) {
1249                         struct seq_file *m = file->private_data;
1250                         m->private = priv;
1251                 } else {
1252                         kfree(priv);
1253                 }
1254         }
1255         return ret;
1256 }
1257
1258 static int pid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1259 {
1260         return numa_maps_open(inode, file, &proc_pid_numa_maps_op);
1261 }
1262
1263 static int tid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1264 {
1265         return numa_maps_open(inode, file, &proc_tid_numa_maps_op);
1266 }
1267
1268 const struct file_operations proc_pid_numa_maps_operations = {
1269         .open           = pid_numa_maps_open,
1270         .read           = seq_read,
1271         .llseek         = seq_lseek,
1272         .release        = seq_release_private,
1273 };
1274
1275 const struct file_operations proc_tid_numa_maps_operations = {
1276         .open           = tid_numa_maps_open,
1277         .read           = seq_read,
1278         .llseek         = seq_lseek,
1279         .release        = seq_release_private,
1280 };
1281 #endif /* CONFIG_NUMA */