mm/mincore.c

   1 /*
   2  *      linux/mm/mincore.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1994-2006  Linus Torvalds
   5  */
   6
   7 /*
   8  * The mincore() system call.
   9  */
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/gfp.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/mman.h>
  14 #include <linux/syscalls.h>
  15 #include <linux/swap.h>
  16 #include <linux/swapops.h>
  17 #include <linux/hugetlb.h>
  18
  19 #include <asm/uaccess.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21
  22 static void mincore_hugetlb_page_range(struct vm_area_struct *vma,
  23                                 unsigned long addr, unsigned long end,
  24                                 unsigned char *vec)
  25 {
  26 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  27         struct hstate *h;
  28
  29         h = hstate_vma(vma);
  30         while (1) {
  31                 unsigned char present;
  32                 pte_t *ptep;
  33                 /*
  34                  * Huge pages are always in RAM for now, but
  35                  * theoretically it needs to be checked.
  36                  */
  37                 ptep = huge_pte_offset(current->mm,
  38                                        addr & huge_page_mask(h));
  39                 present = ptep && !huge_pte_none(huge_ptep_get(ptep));
  40                 while (1) {
  41                         *vec = present;
  42                         vec++;
  43                         addr += PAGE_SIZE;
  44                         if (addr == end)
  45                                 return;
  46                         /* check hugepage border */
  47                         if (!(addr & ~huge_page_mask(h)))
  48                                 break;
  49                 }
  50         }
  51 #else
  52         BUG();
  53 #endif
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Later we can get more picky about what "in core" means precisely.
  58  * For now, simply check to see if the page is in the page cache,
  59  * and is up to date; i.e. that no page-in operation would be required
  60  * at this time if an application were to map and access this page.
  61  */
  62 static unsigned char mincore_page(struct address_space *mapping, pgoff_t pgoff)
  63 {
  64         unsigned char present = 0;
  65         struct page *page;
  66
  67         /*
  68          * When tmpfs swaps out a page from a file, any process mapping that
  69          * file will not get a swp_entry_t in its pte, but rather it is like
  70          * any other file mapping (ie. marked !present and faulted in with
  71          * tmpfs's .fault). So swapped out tmpfs mappings are tested here.
  72          *
  73          * However when tmpfs moves the page from pagecache and into swapcache,
  74          * it is still in core, but the find_get_page below won't find it.
  75          * No big deal, but make a note of it.
  76          */
  77         page = find_get_page(mapping, pgoff);
  78         if (page) {
  79                 present = PageUptodate(page);
  80                 if (present)
  81                         present |= (PageReadaheadUnused(page) << 7);
  82                 page_cache_release(page);
  83         }
  84
  85         return present;
  86 }
  87
  88 static void mincore_unmapped_range(struct vm_area_struct *vma,
  89                                 unsigned long addr, unsigned long end,
  90                                 unsigned char *vec)
  91 {
  92         unsigned long nr = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
  93         int i;
  94
  95         if (vma->vm_file) {
  96                 pgoff_t pgoff;
  97
  98                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
  99                 for (i = 0; i < nr; i++, pgoff++)
 100                         vec[i] = mincore_page(vma->vm_file->f_mapping, pgoff);
 101         } else {
 102                 for (i = 0; i < nr; i++)
 103                         vec[i] = 0;
 104         }
 105 }
 106
 107 static void mincore_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
 108                         unsigned long addr, unsigned long end,
 109                         unsigned char *vec)
 110 {
 111         unsigned long next;
 112         spinlock_t *ptl;
 113         pte_t *ptep;
 114
 115         ptep = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 116         do {
 117                 pte_t pte = *ptep;
 118                 pgoff_t pgoff;
 119
 120                 next = addr + PAGE_SIZE;
 121                 if (pte_none(pte))
 122                         mincore_unmapped_range(vma, addr, next, vec);
 123                 else if (pte_present(pte))
 124                         *vec = 1;
 125                 else if (pte_file(pte)) {
 126                         pgoff = pte_to_pgoff(pte);
 127                         *vec = mincore_page(vma->vm_file->f_mapping, pgoff);
 128                 } else { /* pte is a swap entry */
 129                         swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
 130
 131                         if (is_migration_entry(entry)) {
 132                                 /* migration entries are always uptodate */
 133                                 *vec = 1;
 134                         } else {
 135 #ifdef CONFIG_SWAP
 136                                 pgoff = entry.val;
 137                                 *vec = mincore_page(&swapper_space, pgoff);
 138 #else
 139                                 WARN_ON(1);
 140                                 *vec = 1;
 141 #endif
 142                         }
 143                 }
 144                 vec++;
 145         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
 146         pte_unmap_unlock(ptep - 1, ptl);
 147 }
 148
 149 static void mincore_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
 150                         unsigned long addr, unsigned long end,
 151                         unsigned char *vec)
 152 {
 153         unsigned long next;
 154         pmd_t *pmd;
 155
 156         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 157         do {
 158                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 159                 if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
 160                         if (mincore_huge_pmd(vma, pmd, addr, next, vec)) {
 161                                 vec += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 162                                 continue;
 163                         }
 164                         /* fall through */
 165                 }
 166                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
 167                         mincore_unmapped_range(vma, addr, next, vec);
 168                 else
 169                         mincore_pte_range(vma, pmd, addr, next, vec);
 170                 vec += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 171         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 172 }
 173
 174 static void mincore_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
 175                         unsigned long addr, unsigned long end,
 176                         unsigned char *vec)
 177 {
 178         unsigned long next;
 179         pud_t *pud;
 180
 181         pud = pud_offset(pgd, addr);
 182         do {
 183                 next = pud_addr_end(addr, end);
 184                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 185                         mincore_unmapped_range(vma, addr, next, vec);
 186                 else
 187                         mincore_pmd_range(vma, pud, addr, next, vec);
 188                 vec += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 189         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 190 }
 191
 192 static void mincore_page_range(struct vm_area_struct *vma,
 193                         unsigned long addr, unsigned long end,
 194                         unsigned char *vec)
 195 {
 196         unsigned long next;
 197         pgd_t *pgd;
 198
 199         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
 200         do {
 201                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 202                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 203                         mincore_unmapped_range(vma, addr, next, vec);
 204                 else
 205                         mincore_pud_range(vma, pgd, addr, next, vec);
 206                 vec += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 207         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 208 }
 209
 210 /*
 211  * Do a chunk of "sys_mincore()". We've already checked
 212  * all the arguments, we hold the mmap semaphore: we should
 213  * just return the amount of info we're asked for.
 214  */
 215 static long do_mincore(unsigned long addr, unsigned long pages, unsigned char *vec)
 216 {
 217         struct vm_area_struct *vma;
 218         unsigned long end;
 219
 220         vma = find_vma(current->mm, addr);
 221         if (!vma || addr < vma->vm_start)
 222                 return -ENOMEM;
 223
 224         end = min(vma->vm_end, addr + (pages << PAGE_SHIFT));
 225
 226         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 227                 mincore_hugetlb_page_range(vma, addr, end, vec);
 228                 return (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
 229         }
 230
 231         end = pmd_addr_end(addr, end);
 232
 233         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
 234                 mincore_hugetlb_page_range(vma, addr, end, vec);
 235         else
 236                 mincore_page_range(vma, addr, end, vec);
 237
 238         return (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
 239 }
 240
 241 /*
 242  * The mincore(2) system call.
 243  *
 244  * mincore() returns the memory residency status of the pages in the
 245  * current process's address space specified by [addr, addr + len).
 246  * The status is returned in a vector of bytes.  The least significant
 247  * bit of each byte is 1 if the referenced page is in memory, otherwise
 248  * it is zero.
 249  *
 250  * Because the status of a page can change after mincore() checks it
 251  * but before it returns to the application, the returned vector may
 252  * contain stale information.  Only locked pages are guaranteed to
 253  * remain in memory.
 254  *
 255  * return values:
 256  *  zero    - success
 257  *  -EFAULT - vec points to an illegal address
 258  *  -EINVAL - addr is not a multiple of PAGE_CACHE_SIZE
 259  *  -ENOMEM - Addresses in the range [addr, addr + len] are
 260  *              invalid for the address space of this process, or
 261  *              specify one or more pages which are not currently
 262  *              mapped
 263  *  -EAGAIN - A kernel resource was temporarily unavailable.
 264  */
 265 SYSCALL_DEFINE3(mincore, unsigned long, start, size_t, len,
 266                 unsigned char __user *, vec)
 267 {
 268         long retval;
 269         unsigned long pages;
 270         unsigned char *tmp;
 271
 272         /* Check the start address: needs to be page-aligned.. */
 273         if (start & ~PAGE_CACHE_MASK)
 274                 return -EINVAL;
 275
 276         /* ..and we need to be passed a valid user-space range */
 277         if (!access_ok(VERIFY_READ, (void __user *) start, len))
 278                 return -ENOMEM;
 279
 280         /* This also avoids any overflows on PAGE_CACHE_ALIGN */
 281         pages = len >> PAGE_SHIFT;
 282         pages += (len & ~PAGE_MASK) != 0;
 283
 284         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, vec, pages))
 285                 return -EFAULT;
 286
 287         tmp = (void *) __get_free_page(GFP_USER);
 288         if (!tmp)
 289                 return -EAGAIN;
 290
 291         retval = 0;
 292         while (pages) {
 293                 /*
 294                  * Do at most PAGE_SIZE entries per iteration, due to
 295                  * the temporary buffer size.
 296                  */
 297                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 298                 retval = do_mincore(start, min(pages, PAGE_SIZE), tmp);
 299                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 300
 301                 if (retval <= 0)
 302                         break;
 303                 if (copy_to_user(vec, tmp, retval)) {
 304                         retval = -EFAULT;
 305                         break;
 306                 }
 307                 pages -= retval;
 308                 vec += retval;
 309                 start += retval << PAGE_SHIFT;
 310                 retval = 0;
 311         }
 312         free_page((unsigned long) tmp);
 313         return retval;
 314 }