make /proc/$pid/numa_maps gather_stats() take variable page size
[linux-2.6.git] / fs / proc / task_mmu.c
1 #include <linux/mm.h>
2 #include <linux/hugetlb.h>
3 #include <linux/huge_mm.h>
4 #include <linux/mount.h>
5 #include <linux/seq_file.h>
6 #include <linux/highmem.h>
7 #include <linux/ptrace.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/mempolicy.h>
11 #include <linux/rmap.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/swapops.h>
14
15 #include <asm/elf.h>
16 #include <asm/uaccess.h>
17 #include <asm/tlbflush.h>
18 #include "internal.h"
19
20 void task_mem(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm)
21 {
22         unsigned long data, text, lib, swap;
23         unsigned long hiwater_vm, total_vm, hiwater_rss, total_rss;
24
25         /*
26          * Note: to minimize their overhead, mm maintains hiwater_vm and
27          * hiwater_rss only when about to *lower* total_vm or rss.  Any
28          * collector of these hiwater stats must therefore get total_vm
29          * and rss too, which will usually be the higher.  Barriers? not
30          * worth the effort, such snapshots can always be inconsistent.
31          */
32         hiwater_vm = total_vm = mm->total_vm;
33         if (hiwater_vm < mm->hiwater_vm)
34                 hiwater_vm = mm->hiwater_vm;
35         hiwater_rss = total_rss = get_mm_rss(mm);
36         if (hiwater_rss < mm->hiwater_rss)
37                 hiwater_rss = mm->hiwater_rss;
38
39         data = mm->total_vm - mm->shared_vm - mm->stack_vm;
40         text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK)) >> 10;
41         lib = (mm->exec_vm << (PAGE_SHIFT-10)) - text;
42         swap = get_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
43         seq_printf(m,
44                 "VmPeak:\t%8lu kB\n"
45                 "VmSize:\t%8lu kB\n"
46                 "VmLck:\t%8lu kB\n"
47                 "VmHWM:\t%8lu kB\n"
48                 "VmRSS:\t%8lu kB\n"
49                 "VmData:\t%8lu kB\n"
50                 "VmStk:\t%8lu kB\n"
51                 "VmExe:\t%8lu kB\n"
52                 "VmLib:\t%8lu kB\n"
53                 "VmPTE:\t%8lu kB\n"
54                 "VmSwap:\t%8lu kB\n",
55                 hiwater_vm << (PAGE_SHIFT-10),
56                 (total_vm - mm->reserved_vm) << (PAGE_SHIFT-10),
57                 mm->locked_vm << (PAGE_SHIFT-10),
58                 hiwater_rss << (PAGE_SHIFT-10),
59                 total_rss << (PAGE_SHIFT-10),
60                 data << (PAGE_SHIFT-10),
61                 mm->stack_vm << (PAGE_SHIFT-10), text, lib,
62                 (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)*mm->nr_ptes) >> 10,
63                 swap << (PAGE_SHIFT-10));
64 }
65
66 unsigned long task_vsize(struct mm_struct *mm)
67 {
68         return PAGE_SIZE * mm->total_vm;
69 }
70
71 unsigned long task_statm(struct mm_struct *mm,
72                          unsigned long *shared, unsigned long *text,
73                          unsigned long *data, unsigned long *resident)
74 {
75         *shared = get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
76         *text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK))
77                                                                 >> PAGE_SHIFT;
78         *data = mm->total_vm - mm->shared_vm;
79         *resident = *shared + get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
80         return mm->total_vm;
81 }
82
83 static void pad_len_spaces(struct seq_file *m, int len)
84 {
85         len = 25 + sizeof(void*) * 6 - len;
86         if (len < 1)
87                 len = 1;
88         seq_printf(m, "%*c", len, ' ');
89 }
90
91 static void vma_stop(struct proc_maps_private *priv, struct vm_area_struct *vma)
92 {
93         if (vma && vma != priv->tail_vma) {
94                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
95                 up_read(&mm->mmap_sem);
96                 mmput(mm);
97         }
98 }
99
100 static void *m_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
101 {
102         struct proc_maps_private *priv = m->private;
103         unsigned long last_addr = m->version;
104         struct mm_struct *mm;
105         struct vm_area_struct *vma, *tail_vma = NULL;
106         loff_t l = *pos;
107
108         /* Clear the per syscall fields in priv */
109         priv->task = NULL;
110         priv->tail_vma = NULL;
111
112         /*
113          * We remember last_addr rather than next_addr to hit with
114          * mmap_cache most of the time. We have zero last_addr at
115          * the beginning and also after lseek. We will have -1 last_addr
116          * after the end of the vmas.
117          */
118
119         if (last_addr == -1UL)
120                 return NULL;
121
122         priv->task = get_pid_task(priv->pid, PIDTYPE_PID);
123         if (!priv->task)
124                 return ERR_PTR(-ESRCH);
125
126         mm = mm_for_maps(priv->task);
127         if (!mm || IS_ERR(mm))
128                 return mm;
129         down_read(&mm->mmap_sem);
130
131         tail_vma = get_gate_vma(priv->task->mm);
132         priv->tail_vma = tail_vma;
133
134         /* Start with last addr hint */
135         vma = find_vma(mm, last_addr);
136         if (last_addr && vma) {
137                 vma = vma->vm_next;
138                 goto out;
139         }
140
141         /*
142          * Check the vma index is within the range and do
143          * sequential scan until m_index.
144          */
145         vma = NULL;
146         if ((unsigned long)l < mm->map_count) {
147                 vma = mm->mmap;
148                 while (l-- && vma)
149                         vma = vma->vm_next;
150                 goto out;
151         }
152
153         if (l != mm->map_count)
154                 tail_vma = NULL; /* After gate vma */
155
156 out:
157         if (vma)
158                 return vma;
159
160         /* End of vmas has been reached */
161         m->version = (tail_vma != NULL)? 0: -1UL;
162         up_read(&mm->mmap_sem);
163         mmput(mm);
164         return tail_vma;
165 }
166
167 static void *m_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
168 {
169         struct proc_maps_private *priv = m->private;
170         struct vm_area_struct *vma = v;
171         struct vm_area_struct *tail_vma = priv->tail_vma;
172
173         (*pos)++;
174         if (vma && (vma != tail_vma) && vma->vm_next)
175                 return vma->vm_next;
176         vma_stop(priv, vma);
177         return (vma != tail_vma)? tail_vma: NULL;
178 }
179
180 static void m_stop(struct seq_file *m, void *v)
181 {
182         struct proc_maps_private *priv = m->private;
183         struct vm_area_struct *vma = v;
184
185         if (!IS_ERR(vma))
186                 vma_stop(priv, vma);
187         if (priv->task)
188                 put_task_struct(priv->task);
189 }
190
191 static int do_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
192                         const struct seq_operations *ops)
193 {
194         struct proc_maps_private *priv;
195         int ret = -ENOMEM;
196         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
197         if (priv) {
198                 priv->pid = proc_pid(inode);
199                 ret = seq_open(file, ops);
200                 if (!ret) {
201                         struct seq_file *m = file->private_data;
202                         m->private = priv;
203                 } else {
204                         kfree(priv);
205                 }
206         }
207         return ret;
208 }
209
210 static void show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
211 {
212         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
213         struct file *file = vma->vm_file;
214         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
215         unsigned long ino = 0;
216         unsigned long long pgoff = 0;
217         unsigned long start, end;
218         dev_t dev = 0;
219         int len;
220
221         if (file) {
222                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
223                 dev = inode->i_sb->s_dev;
224                 ino = inode->i_ino;
225                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
226         }
227
228         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
229         start = vma->vm_start;
230         if (stack_guard_page_start(vma, start))
231                 start += PAGE_SIZE;
232         end = vma->vm_end;
233         if (stack_guard_page_end(vma, end))
234                 end -= PAGE_SIZE;
235
236         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
237                         start,
238                         end,
239                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
240                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
241                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
242                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
243                         pgoff,
244                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
245
246         /*
247          * Print the dentry name for named mappings, and a
248          * special [heap] marker for the heap:
249          */
250         if (file) {
251                 pad_len_spaces(m, len);
252                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
253         } else {
254                 const char *name = arch_vma_name(vma);
255                 if (!name) {
256                         if (mm) {
257                                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
258                                                 vma->vm_end >= mm->start_brk) {
259                                         name = "[heap]";
260                                 } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
261                                            vma->vm_end >= mm->start_stack) {
262                                         name = "[stack]";
263                                 }
264                         } else {
265                                 name = "[vdso]";
266                         }
267                 }
268                 if (name) {
269                         pad_len_spaces(m, len);
270                         seq_puts(m, name);
271                 }
272         }
273         seq_putc(m, '\n');
274 }
275
276 static int show_map(struct seq_file *m, void *v)
277 {
278         struct vm_area_struct *vma = v;
279         struct proc_maps_private *priv = m->private;
280         struct task_struct *task = priv->task;
281
282         show_map_vma(m, vma);
283
284         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
285                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
286                         ? vma->vm_start : 0;
287         return 0;
288 }
289
290 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
291         .start  = m_start,
292         .next   = m_next,
293         .stop   = m_stop,
294         .show   = show_map
295 };
296
297 static int maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
298 {
299         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
300 }
301
302 const struct file_operations proc_maps_operations = {
303         .open           = maps_open,
304         .read           = seq_read,
305         .llseek         = seq_lseek,
306         .release        = seq_release_private,
307 };
308
309 /*
310  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
311  *
312  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
313  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
314  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
315  * process, its PSS will be 1500.
316  *
317  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
318  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
319  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
320  *
321  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
322  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
323  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
324  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
325  */
326 #define PSS_SHIFT 12
327
328 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
329 struct mem_size_stats {
330         struct vm_area_struct *vma;
331         unsigned long resident;
332         unsigned long shared_clean;
333         unsigned long shared_dirty;
334         unsigned long private_clean;
335         unsigned long private_dirty;
336         unsigned long referenced;
337         unsigned long anonymous;
338         unsigned long anonymous_thp;
339         unsigned long swap;
340         u64 pss;
341 };
342
343
344 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
345                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
346 {
347         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
348         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
349         struct page *page;
350         int mapcount;
351
352         if (is_swap_pte(ptent)) {
353                 mss->swap += ptent_size;
354                 return;
355         }
356
357         if (!pte_present(ptent))
358                 return;
359
360         page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
361         if (!page)
362                 return;
363
364         if (PageAnon(page))
365                 mss->anonymous += ptent_size;
366
367         mss->resident += ptent_size;
368         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
369         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
370                 mss->referenced += ptent_size;
371         mapcount = page_mapcount(page);
372         if (mapcount >= 2) {
373                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
374                         mss->shared_dirty += ptent_size;
375                 else
376                         mss->shared_clean += ptent_size;
377                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
378         } else {
379                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
380                         mss->private_dirty += ptent_size;
381                 else
382                         mss->private_clean += ptent_size;
383                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
384         }
385 }
386
387 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
388                            struct mm_walk *walk)
389 {
390         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
391         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
392         pte_t *pte;
393         spinlock_t *ptl;
394
395         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
396         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
397                 if (pmd_trans_splitting(*pmd)) {
398                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
399                         wait_split_huge_page(vma->anon_vma, pmd);
400                 } else {
401                         smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr,
402                                         HPAGE_PMD_SIZE, walk);
403                         spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
404                         mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
405                         return 0;
406                 }
407         } else {
408                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
409         }
410         /*
411          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
412          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
413          * in here.
414          */
415         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
416         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
417                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
418         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
419         cond_resched();
420         return 0;
421 }
422
423 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v)
424 {
425         struct proc_maps_private *priv = m->private;
426         struct task_struct *task = priv->task;
427         struct vm_area_struct *vma = v;
428         struct mem_size_stats mss;
429         struct mm_walk smaps_walk = {
430                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
431                 .mm = vma->vm_mm,
432                 .private = &mss,
433         };
434
435         memset(&mss, 0, sizeof mss);
436         mss.vma = vma;
437         /* mmap_sem is held in m_start */
438         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
439                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
440
441         show_map_vma(m, vma);
442
443         seq_printf(m,
444                    "Size:           %8lu kB\n"
445                    "Rss:            %8lu kB\n"
446                    "Pss:            %8lu kB\n"
447                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
448                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
449                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
450                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
451                    "Referenced:     %8lu kB\n"
452                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
453                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
454                    "Swap:           %8lu kB\n"
455                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
456                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
457                    "Locked:         %8lu kB\n",
458                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
459                    mss.resident >> 10,
460                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
461                    mss.shared_clean  >> 10,
462                    mss.shared_dirty  >> 10,
463                    mss.private_clean >> 10,
464                    mss.private_dirty >> 10,
465                    mss.referenced >> 10,
466                    mss.anonymous >> 10,
467                    mss.anonymous_thp >> 10,
468                    mss.swap >> 10,
469                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
470                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
471                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
472                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
473
474         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
475                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
476                         ? vma->vm_start : 0;
477         return 0;
478 }
479
480 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
481         .start  = m_start,
482         .next   = m_next,
483         .stop   = m_stop,
484         .show   = show_smap
485 };
486
487 static int smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
488 {
489         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
490 }
491
492 const struct file_operations proc_smaps_operations = {
493         .open           = smaps_open,
494         .read           = seq_read,
495         .llseek         = seq_lseek,
496         .release        = seq_release_private,
497 };
498
499 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
500                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
501 {
502         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
503         pte_t *pte, ptent;
504         spinlock_t *ptl;
505         struct page *page;
506
507         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
508
509         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
510         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
511                 ptent = *pte;
512                 if (!pte_present(ptent))
513                         continue;
514
515                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
516                 if (!page)
517                         continue;
518
519                 /* Clear accessed and referenced bits. */
520                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
521                 ClearPageReferenced(page);
522         }
523         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
524         cond_resched();
525         return 0;
526 }
527
528 #define CLEAR_REFS_ALL 1
529 #define CLEAR_REFS_ANON 2
530 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
531
532 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
533                                 size_t count, loff_t *ppos)
534 {
535         struct task_struct *task;
536         char buffer[PROC_NUMBUF];
537         struct mm_struct *mm;
538         struct vm_area_struct *vma;
539         int type;
540         int rv;
541
542         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
543         if (count > sizeof(buffer) - 1)
544                 count = sizeof(buffer) - 1;
545         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
546                 return -EFAULT;
547         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
548         if (rv < 0)
549                 return rv;
550         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
551                 return -EINVAL;
552         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
553         if (!task)
554                 return -ESRCH;
555         mm = get_task_mm(task);
556         if (mm) {
557                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
558                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
559                         .mm = mm,
560                 };
561                 down_read(&mm->mmap_sem);
562                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
563                         clear_refs_walk.private = vma;
564                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
565                                 continue;
566                         /*
567                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
568                          *
569                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
570                          * Anonymous pages.
571                          *
572                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
573                          * mapped pages.
574                          */
575                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
576                                 continue;
577                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
578                                 continue;
579                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
580                                         &clear_refs_walk);
581                 }
582                 flush_tlb_mm(mm);
583                 up_read(&mm->mmap_sem);
584                 mmput(mm);
585         }
586         put_task_struct(task);
587
588         return count;
589 }
590
591 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
592         .write          = clear_refs_write,
593         .llseek         = noop_llseek,
594 };
595
596 struct pagemapread {
597         int pos, len;
598         u64 *buffer;
599 };
600
601 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
602 #define PM_STATUS_BITS      3
603 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
604 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
605 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
606 #define PM_PSHIFT_BITS      6
607 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
608 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
609 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
610 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
611 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
612
613 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
614 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
615 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
616 #define PM_END_OF_BUFFER    1
617
618 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, u64 pfn,
619                           struct pagemapread *pm)
620 {
621         pm->buffer[pm->pos++] = pfn;
622         if (pm->pos >= pm->len)
623                 return PM_END_OF_BUFFER;
624         return 0;
625 }
626
627 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
628                                 struct mm_walk *walk)
629 {
630         struct pagemapread *pm = walk->private;
631         unsigned long addr;
632         int err = 0;
633         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
634                 err = add_to_pagemap(addr, PM_NOT_PRESENT, pm);
635                 if (err)
636                         break;
637         }
638         return err;
639 }
640
641 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
642 {
643         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
644         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
645 }
646
647 static u64 pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
648 {
649         u64 pme = 0;
650         if (is_swap_pte(pte))
651                 pme = PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
652                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP;
653         else if (pte_present(pte))
654                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
655                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
656         return pme;
657 }
658
659 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
660                              struct mm_walk *walk)
661 {
662         struct vm_area_struct *vma;
663         struct pagemapread *pm = walk->private;
664         pte_t *pte;
665         int err = 0;
666
667         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
668
669         /* find the first VMA at or above 'addr' */
670         vma = find_vma(walk->mm, addr);
671         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
672                 u64 pfn = PM_NOT_PRESENT;
673
674                 /* check to see if we've left 'vma' behind
675                  * and need a new, higher one */
676                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
677                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
678
679                 /* check that 'vma' actually covers this address,
680                  * and that it isn't a huge page vma */
681                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
682                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
683                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
684                         pfn = pte_to_pagemap_entry(*pte);
685                         /* unmap before userspace copy */
686                         pte_unmap(pte);
687                 }
688                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
689                 if (err)
690                         return err;
691         }
692
693         cond_resched();
694
695         return err;
696 }
697
698 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
699 static u64 huge_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte, int offset)
700 {
701         u64 pme = 0;
702         if (pte_present(pte))
703                 pme = PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
704                         | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT;
705         return pme;
706 }
707
708 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
709 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
710                                  unsigned long addr, unsigned long end,
711                                  struct mm_walk *walk)
712 {
713         struct pagemapread *pm = walk->private;
714         int err = 0;
715         u64 pfn;
716
717         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
718                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
719                 pfn = huge_pte_to_pagemap_entry(*pte, offset);
720                 err = add_to_pagemap(addr, pfn, pm);
721                 if (err)
722                         return err;
723         }
724
725         cond_resched();
726
727         return err;
728 }
729 #endif /* HUGETLB_PAGE */
730
731 /*
732  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
733  *
734  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
735  * consisting of the following:
736  *
737  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
738  * Bits 0-4   swap type if swapped
739  * Bits 5-55  swap offset if swapped
740  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
741  * Bit  61    reserved for future use
742  * Bit  62    page swapped
743  * Bit  63    page present
744  *
745  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
746  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
747  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
748  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
749  * pages between processes.
750  *
751  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
752  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
753  * skip over unmapped regions.
754  */
755 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
756 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
757 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
758                             size_t count, loff_t *ppos)
759 {
760         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
761         struct mm_struct *mm;
762         struct pagemapread pm;
763         int ret = -ESRCH;
764         struct mm_walk pagemap_walk = {};
765         unsigned long src;
766         unsigned long svpfn;
767         unsigned long start_vaddr;
768         unsigned long end_vaddr;
769         int copied = 0;
770
771         if (!task)
772                 goto out;
773
774         ret = -EINVAL;
775         /* file position must be aligned */
776         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
777                 goto out_task;
778
779         ret = 0;
780         if (!count)
781                 goto out_task;
782
783         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
784         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
785         ret = -ENOMEM;
786         if (!pm.buffer)
787                 goto out_task;
788
789         mm = mm_for_maps(task);
790         ret = PTR_ERR(mm);
791         if (!mm || IS_ERR(mm))
792                 goto out_free;
793
794         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
795         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
796 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
797         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
798 #endif
799         pagemap_walk.mm = mm;
800         pagemap_walk.private = &pm;
801
802         src = *ppos;
803         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
804         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
805         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
806
807         /* watch out for wraparound */
808         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
809                 start_vaddr = end_vaddr;
810
811         /*
812          * The odds are that this will stop walking way
813          * before end_vaddr, because the length of the
814          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
815          * will stop when we hit the end of the buffer.
816          */
817         ret = 0;
818         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
819                 int len;
820                 unsigned long end;
821
822                 pm.pos = 0;
823                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
824                 /* overflow ? */
825                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
826                         end = end_vaddr;
827                 down_read(&mm->mmap_sem);
828                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
829                 up_read(&mm->mmap_sem);
830                 start_vaddr = end;
831
832                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
833                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
834                         ret = -EFAULT;
835                         goto out_mm;
836                 }
837                 copied += len;
838                 buf += len;
839                 count -= len;
840         }
841         *ppos += copied;
842         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
843                 ret = copied;
844
845 out_mm:
846         mmput(mm);
847 out_free:
848         kfree(pm.buffer);
849 out_task:
850         put_task_struct(task);
851 out:
852         return ret;
853 }
854
855 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
856         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
857         .read           = pagemap_read,
858 };
859 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
860
861 #ifdef CONFIG_NUMA
862
863 struct numa_maps {
864         struct vm_area_struct *vma;
865         unsigned long pages;
866         unsigned long anon;
867         unsigned long active;
868         unsigned long writeback;
869         unsigned long mapcount_max;
870         unsigned long dirty;
871         unsigned long swapcache;
872         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
873 };
874
875 struct numa_maps_private {
876         struct proc_maps_private proc_maps;
877         struct numa_maps md;
878 };
879
880 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
881                         unsigned long nr_pages)
882 {
883         int count = page_mapcount(page);
884
885         md->pages += nr_pages;
886         if (pte_dirty || PageDirty(page))
887                 md->dirty += nr_pages;
888
889         if (PageSwapCache(page))
890                 md->swapcache += nr_pages;
891
892         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
893                 md->active += nr_pages;
894
895         if (PageWriteback(page))
896                 md->writeback += nr_pages;
897
898         if (PageAnon(page))
899                 md->anon += nr_pages;
900
901         if (count > md->mapcount_max)
902                 md->mapcount_max = count;
903
904         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
905 }
906
907 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
908                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
909 {
910         struct numa_maps *md;
911         spinlock_t *ptl;
912         pte_t *orig_pte;
913         pte_t *pte;
914
915         md = walk->private;
916         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
917         do {
918                 struct page *page;
919                 int nid;
920
921                 if (!pte_present(*pte))
922                         continue;
923
924                 page = vm_normal_page(md->vma, addr, *pte);
925                 if (!page)
926                         continue;
927
928                 if (PageReserved(page))
929                         continue;
930
931                 nid = page_to_nid(page);
932                 if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
933                         continue;
934
935                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
936
937         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
938         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
939         return 0;
940 }
941 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
942 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
943                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
944 {
945         struct numa_maps *md;
946         struct page *page;
947
948         if (pte_none(*pte))
949                 return 0;
950
951         page = pte_page(*pte);
952         if (!page)
953                 return 0;
954
955         md = walk->private;
956         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
957         return 0;
958 }
959
960 #else
961 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
962                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
963 {
964         return 0;
965 }
966 #endif
967
968 /*
969  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
970  */
971 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
972 {
973         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
974         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
975         struct vm_area_struct *vma = v;
976         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
977         struct file *file = vma->vm_file;
978         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
979         struct mm_walk walk = {};
980         struct mempolicy *pol;
981         int n;
982         char buffer[50];
983
984         if (!mm)
985                 return 0;
986
987         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
988         memset(md, 0, sizeof(*md));
989
990         md->vma = vma;
991
992         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
993         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
994         walk.private = md;
995         walk.mm = mm;
996
997         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
998         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
999         mpol_cond_put(pol);
1000
1001         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1002
1003         if (file) {
1004                 seq_printf(m, " file=");
1005                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1006         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1007                 seq_printf(m, " heap");
1008         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1009                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
1010                 seq_printf(m, " stack");
1011         }
1012
1013         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1014
1015         if (!md->pages)
1016                 goto out;
1017
1018         if (md->anon)
1019                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1020
1021         if (md->dirty)
1022                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1023
1024         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1025                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1026
1027         if (md->mapcount_max > 1)
1028                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1029
1030         if (md->swapcache)
1031                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1032
1033         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1034                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1035
1036         if (md->writeback)
1037                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1038
1039         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1040                 if (md->node[n])
1041                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1042 out:
1043         seq_putc(m, '\n');
1044
1045         if (m->count < m->size)
1046                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1047         return 0;
1048 }
1049
1050 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1051         .start  = m_start,
1052         .next   = m_next,
1053         .stop   = m_stop,
1054         .show   = show_numa_map,
1055 };
1056
1057 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1058 {
1059         struct numa_maps_private *priv;
1060         int ret = -ENOMEM;
1061         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1062         if (priv) {
1063                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1064                 ret = seq_open(file, &proc_pid_numa_maps_op);
1065                 if (!ret) {
1066                         struct seq_file *m = file->private_data;
1067                         m->private = priv;
1068                 } else {
1069                         kfree(priv);
1070                 }
1071         }
1072         return ret;
1073 }
1074
1075 const struct file_operations proc_numa_maps_operations = {
1076         .open           = numa_maps_open,
1077         .read           = seq_read,
1078         .llseek         = seq_lseek,
1079         .release        = seq_release_private,
1080 };
1081 #endif /* CONFIG_NUMA */