90c63f9392a595318c5d1e03e1d69305bf9413fa
[linux-3.10.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                 "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 << (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 #ifdef CONFIG_NUMA
94 /*
95  * These functions are for numa_maps but called in generic **maps seq_file
96  * ->start(), ->stop() ops.
97  *
98  * numa_maps scans all vmas under mmap_sem and checks their mempolicy.
99  * Each mempolicy object is controlled by reference counting. The problem here
100  * is how to avoid accessing dead mempolicy object.
101  *
102  * Because we're holding mmap_sem while reading seq_file, it's safe to access
103  * each vma's mempolicy, no vma objects will never drop refs to mempolicy.
104  *
105  * A task's mempolicy (task->mempolicy) has different behavior. task->mempolicy
106  * is set and replaced under mmap_sem but unrefed and cleared under task_lock().
107  * So, without task_lock(), we cannot trust get_vma_policy() because we cannot
108  * gurantee the task never exits under us. But taking task_lock() around
109  * get_vma_plicy() causes lock order problem.
110  *
111  * To access task->mempolicy without lock, we hold a reference count of an
112  * object pointed by task->mempolicy and remember it. This will guarantee
113  * that task->mempolicy points to an alive object or NULL in numa_maps accesses.
114  */
115 static void hold_task_mempolicy(struct proc_maps_private *priv)
116 {
117         struct task_struct *task = priv->task;
118
119         task_lock(task);
120         priv->task_mempolicy = task->mempolicy;
121         mpol_get(priv->task_mempolicy);
122         task_unlock(task);
123 }
124 static void release_task_mempolicy(struct proc_maps_private *priv)
125 {
126         mpol_put(priv->task_mempolicy);
127 }
128 #else
129 static void hold_task_mempolicy(struct proc_maps_private *priv)
130 {
131 }
132 static void release_task_mempolicy(struct proc_maps_private *priv)
133 {
134 }
135 #endif
136
137 static void vma_stop(struct proc_maps_private *priv, struct vm_area_struct *vma)
138 {
139         if (vma && vma != priv->tail_vma) {
140                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
141                 release_task_mempolicy(priv);
142                 up_read(&mm->mmap_sem);
143                 mmput(mm);
144         }
145 }
146
147 static void *m_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
148 {
149         struct proc_maps_private *priv = m->private;
150         unsigned long last_addr = m->version;
151         struct mm_struct *mm;
152         struct vm_area_struct *vma, *tail_vma = NULL;
153         loff_t l = *pos;
154
155         /* Clear the per syscall fields in priv */
156         priv->task = NULL;
157         priv->tail_vma = NULL;
158
159         /*
160          * We remember last_addr rather than next_addr to hit with
161          * mmap_cache most of the time. We have zero last_addr at
162          * the beginning and also after lseek. We will have -1 last_addr
163          * after the end of the vmas.
164          */
165
166         if (last_addr == -1UL)
167                 return NULL;
168
169         priv->task = get_pid_task(priv->pid, PIDTYPE_PID);
170         if (!priv->task)
171                 return ERR_PTR(-ESRCH);
172
173         mm = mm_access(priv->task, PTRACE_MODE_READ);
174         if (!mm || IS_ERR(mm))
175                 return mm;
176         down_read(&mm->mmap_sem);
177
178         tail_vma = get_gate_vma(priv->task->mm);
179         priv->tail_vma = tail_vma;
180         hold_task_mempolicy(priv);
181         /* Start with last addr hint */
182         vma = find_vma(mm, last_addr);
183         if (last_addr && vma) {
184                 vma = vma->vm_next;
185                 goto out;
186         }
187
188         /*
189          * Check the vma index is within the range and do
190          * sequential scan until m_index.
191          */
192         vma = NULL;
193         if ((unsigned long)l < mm->map_count) {
194                 vma = mm->mmap;
195                 while (l-- && vma)
196                         vma = vma->vm_next;
197                 goto out;
198         }
199
200         if (l != mm->map_count)
201                 tail_vma = NULL; /* After gate vma */
202
203 out:
204         if (vma)
205                 return vma;
206
207         release_task_mempolicy(priv);
208         /* End of vmas has been reached */
209         m->version = (tail_vma != NULL)? 0: -1UL;
210         up_read(&mm->mmap_sem);
211         mmput(mm);
212         return tail_vma;
213 }
214
215 static void *m_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
216 {
217         struct proc_maps_private *priv = m->private;
218         struct vm_area_struct *vma = v;
219         struct vm_area_struct *tail_vma = priv->tail_vma;
220
221         (*pos)++;
222         if (vma && (vma != tail_vma) && vma->vm_next)
223                 return vma->vm_next;
224         vma_stop(priv, vma);
225         return (vma != tail_vma)? tail_vma: NULL;
226 }
227
228 static void m_stop(struct seq_file *m, void *v)
229 {
230         struct proc_maps_private *priv = m->private;
231         struct vm_area_struct *vma = v;
232
233         if (!IS_ERR(vma))
234                 vma_stop(priv, vma);
235         if (priv->task)
236                 put_task_struct(priv->task);
237 }
238
239 static int do_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
240                         const struct seq_operations *ops)
241 {
242         struct proc_maps_private *priv;
243         int ret = -ENOMEM;
244         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
245         if (priv) {
246                 priv->pid = proc_pid(inode);
247                 ret = seq_open(file, ops);
248                 if (!ret) {
249                         struct seq_file *m = file->private_data;
250                         m->private = priv;
251                 } else {
252                         kfree(priv);
253                 }
254         }
255         return ret;
256 }
257
258 static void
259 show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma, int is_pid)
260 {
261         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
262         struct file *file = vma->vm_file;
263         struct proc_maps_private *priv = m->private;
264         struct task_struct *task = priv->task;
265         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
266         unsigned long ino = 0;
267         unsigned long long pgoff = 0;
268         unsigned long start, end;
269         dev_t dev = 0;
270         int len;
271         const char *name = NULL;
272
273         if (file) {
274                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
275                 dev = inode->i_sb->s_dev;
276                 ino = inode->i_ino;
277                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
278         }
279
280         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
281         start = vma->vm_start;
282         if (stack_guard_page_start(vma, start))
283                 start += PAGE_SIZE;
284         end = vma->vm_end;
285         if (stack_guard_page_end(vma, end))
286                 end -= PAGE_SIZE;
287
288         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
289                         start,
290                         end,
291                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
292                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
293                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
294                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
295                         pgoff,
296                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
297
298         /*
299          * Print the dentry name for named mappings, and a
300          * special [heap] marker for the heap:
301          */
302         if (file) {
303                 pad_len_spaces(m, len);
304                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
305                 goto done;
306         }
307
308         name = arch_vma_name(vma);
309         if (!name) {
310                 pid_t tid;
311
312                 if (!mm) {
313                         name = "[vdso]";
314                         goto done;
315                 }
316
317                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
318                     vma->vm_end >= mm->start_brk) {
319                         name = "[heap]";
320                         goto done;
321                 }
322
323                 tid = vm_is_stack(task, vma, is_pid);
324
325                 if (tid != 0) {
326                         /*
327                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
328                          * the main process stack.
329                          */
330                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
331                             vma->vm_end >= mm->start_stack)) {
332                                 name = "[stack]";
333                         } else {
334                                 /* Thread stack in /proc/PID/maps */
335                                 pad_len_spaces(m, len);
336                                 seq_printf(m, "[stack:%d]", tid);
337                         }
338                 }
339         }
340
341 done:
342         if (name) {
343                 pad_len_spaces(m, len);
344                 seq_puts(m, name);
345         }
346         seq_putc(m, '\n');
347 }
348
349 static int show_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
350 {
351         struct vm_area_struct *vma = v;
352         struct proc_maps_private *priv = m->private;
353         struct task_struct *task = priv->task;
354
355         show_map_vma(m, vma, is_pid);
356
357         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
358                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
359                         ? vma->vm_start : 0;
360         return 0;
361 }
362
363 static int show_pid_map(struct seq_file *m, void *v)
364 {
365         return show_map(m, v, 1);
366 }
367
368 static int show_tid_map(struct seq_file *m, void *v)
369 {
370         return show_map(m, v, 0);
371 }
372
373 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
374         .start  = m_start,
375         .next   = m_next,
376         .stop   = m_stop,
377         .show   = show_pid_map
378 };
379
380 static const struct seq_operations proc_tid_maps_op = {
381         .start  = m_start,
382         .next   = m_next,
383         .stop   = m_stop,
384         .show   = show_tid_map
385 };
386
387 static int pid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
388 {
389         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
390 }
391
392 static int tid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
393 {
394         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_maps_op);
395 }
396
397 const struct file_operations proc_pid_maps_operations = {
398         .open           = pid_maps_open,
399         .read           = seq_read,
400         .llseek         = seq_lseek,
401         .release        = seq_release_private,
402 };
403
404 const struct file_operations proc_tid_maps_operations = {
405         .open           = tid_maps_open,
406         .read           = seq_read,
407         .llseek         = seq_lseek,
408         .release        = seq_release_private,
409 };
410
411 /*
412  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
413  *
414  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
415  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
416  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
417  * process, its PSS will be 1500.
418  *
419  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
420  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
421  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
422  *
423  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
424  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
425  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
426  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
427  */
428 #define PSS_SHIFT 12
429
430 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
431 struct mem_size_stats {
432         struct vm_area_struct *vma;
433         unsigned long resident;
434         unsigned long shared_clean;
435         unsigned long shared_dirty;
436         unsigned long private_clean;
437         unsigned long private_dirty;
438         unsigned long referenced;
439         unsigned long anonymous;
440         unsigned long anonymous_thp;
441         unsigned long swap;
442         unsigned long nonlinear;
443         u64 pss;
444 };
445
446
447 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
448                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
449 {
450         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
451         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
452         pgoff_t pgoff = linear_page_index(vma, addr);
453         struct page *page = NULL;
454         int mapcount;
455
456         if (pte_present(ptent)) {
457                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
458         } else if (is_swap_pte(ptent)) {
459                 swp_entry_t swpent = pte_to_swp_entry(ptent);
460
461                 if (!non_swap_entry(swpent))
462                         mss->swap += ptent_size;
463                 else if (is_migration_entry(swpent))
464                         page = migration_entry_to_page(swpent);
465         } else if (pte_file(ptent)) {
466                 if (pte_to_pgoff(ptent) != pgoff)
467                         mss->nonlinear += ptent_size;
468         }
469
470         if (!page)
471                 return;
472
473         if (PageAnon(page))
474                 mss->anonymous += ptent_size;
475
476         if (page->index != pgoff)
477                 mss->nonlinear += ptent_size;
478
479         mss->resident += ptent_size;
480         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
481         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
482                 mss->referenced += ptent_size;
483         mapcount = page_mapcount(page);
484         if (mapcount >= 2) {
485                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
486                         mss->shared_dirty += ptent_size;
487                 else
488                         mss->shared_clean += ptent_size;
489                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
490         } else {
491                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
492                         mss->private_dirty += ptent_size;
493                 else
494                         mss->private_clean += ptent_size;
495                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
496         }
497 }
498
499 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
500                            struct mm_walk *walk)
501 {
502         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
503         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
504         pte_t *pte;
505         spinlock_t *ptl;
506
507         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
508                 smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr, HPAGE_PMD_SIZE, walk);
509                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
510                 mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
511                 return 0;
512         }
513
514         if (pmd_trans_unstable(pmd))
515                 return 0;
516         /*
517          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
518          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
519          * in here.
520          */
521         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
522         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
523                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
524         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
525         cond_resched();
526         return 0;
527 }
528
529 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
530 {
531         struct proc_maps_private *priv = m->private;
532         struct task_struct *task = priv->task;
533         struct vm_area_struct *vma = v;
534         struct mem_size_stats mss;
535         struct mm_walk smaps_walk = {
536                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
537                 .mm = vma->vm_mm,
538                 .private = &mss,
539         };
540
541         memset(&mss, 0, sizeof mss);
542         mss.vma = vma;
543         /* mmap_sem is held in m_start */
544         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
545                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
546
547         show_map_vma(m, vma, is_pid);
548
549         seq_printf(m,
550                    "Size:           %8lu kB\n"
551                    "Rss:            %8lu kB\n"
552                    "Pss:            %8lu kB\n"
553                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
554                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
555                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
556                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
557                    "Referenced:     %8lu kB\n"
558                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
559                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
560                    "Swap:           %8lu kB\n"
561                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
562                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
563                    "Locked:         %8lu kB\n",
564                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
565                    mss.resident >> 10,
566                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
567                    mss.shared_clean  >> 10,
568                    mss.shared_dirty  >> 10,
569                    mss.private_clean >> 10,
570                    mss.private_dirty >> 10,
571                    mss.referenced >> 10,
572                    mss.anonymous >> 10,
573                    mss.anonymous_thp >> 10,
574                    mss.swap >> 10,
575                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
576                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
577                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
578                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
579
580         if (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)
581                 seq_printf(m, "Nonlinear:      %8lu kB\n",
582                                 mss.nonlinear >> 10);
583
584         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
585                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
586                         ? vma->vm_start : 0;
587         return 0;
588 }
589
590 static int show_pid_smap(struct seq_file *m, void *v)
591 {
592         return show_smap(m, v, 1);
593 }
594
595 static int show_tid_smap(struct seq_file *m, void *v)
596 {
597         return show_smap(m, v, 0);
598 }
599
600 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
601         .start  = m_start,
602         .next   = m_next,
603         .stop   = m_stop,
604         .show   = show_pid_smap
605 };
606
607 static const struct seq_operations proc_tid_smaps_op = {
608         .start  = m_start,
609         .next   = m_next,
610         .stop   = m_stop,
611         .show   = show_tid_smap
612 };
613
614 static int pid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
615 {
616         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
617 }
618
619 static int tid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
620 {
621         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_smaps_op);
622 }
623
624 const struct file_operations proc_pid_smaps_operations = {
625         .open           = pid_smaps_open,
626         .read           = seq_read,
627         .llseek         = seq_lseek,
628         .release        = seq_release_private,
629 };
630
631 const struct file_operations proc_tid_smaps_operations = {
632         .open           = tid_smaps_open,
633         .read           = seq_read,
634         .llseek         = seq_lseek,
635         .release        = seq_release_private,
636 };
637
638 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
639                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
640 {
641         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
642         pte_t *pte, ptent;
643         spinlock_t *ptl;
644         struct page *page;
645
646         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
647         if (pmd_trans_unstable(pmd))
648                 return 0;
649
650         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
651         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
652                 ptent = *pte;
653                 if (!pte_present(ptent))
654                         continue;
655
656                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
657                 if (!page)
658                         continue;
659
660                 /* Clear accessed and referenced bits. */
661                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
662                 ClearPageReferenced(page);
663         }
664         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
665         cond_resched();
666         return 0;
667 }
668
669 #define CLEAR_REFS_ALL 1
670 #define CLEAR_REFS_ANON 2
671 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
672
673 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
674                                 size_t count, loff_t *ppos)
675 {
676         struct task_struct *task;
677         char buffer[PROC_NUMBUF];
678         struct mm_struct *mm;
679         struct vm_area_struct *vma;
680         int type;
681         int rv;
682
683         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
684         if (count > sizeof(buffer) - 1)
685                 count = sizeof(buffer) - 1;
686         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
687                 return -EFAULT;
688         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
689         if (rv < 0)
690                 return rv;
691         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
692                 return -EINVAL;
693         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
694         if (!task)
695                 return -ESRCH;
696         mm = get_task_mm(task);
697         if (mm) {
698                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
699                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
700                         .mm = mm,
701                 };
702                 down_read(&mm->mmap_sem);
703                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
704                         clear_refs_walk.private = vma;
705                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
706                                 continue;
707                         /*
708                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
709                          *
710                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
711                          * Anonymous pages.
712                          *
713                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
714                          * mapped pages.
715                          */
716                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
717                                 continue;
718                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
719                                 continue;
720                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
721                                         &clear_refs_walk);
722                 }
723                 flush_tlb_mm(mm);
724                 up_read(&mm->mmap_sem);
725                 mmput(mm);
726         }
727         put_task_struct(task);
728
729         return count;
730 }
731
732 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
733         .write          = clear_refs_write,
734         .llseek         = noop_llseek,
735 };
736
737 typedef struct {
738         u64 pme;
739 } pagemap_entry_t;
740
741 struct pagemapread {
742         int pos, len;
743         pagemap_entry_t *buffer;
744 };
745
746 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
747 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
748
749 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
750 #define PM_STATUS_BITS      3
751 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
752 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
753 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
754 #define PM_PSHIFT_BITS      6
755 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
756 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
757 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
758 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
759 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
760
761 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
762 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
763 #define PM_FILE             PM_STATUS(1LL)
764 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
765 #define PM_END_OF_BUFFER    1
766
767 static inline pagemap_entry_t make_pme(u64 val)
768 {
769         return (pagemap_entry_t) { .pme = val };
770 }
771
772 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, pagemap_entry_t *pme,
773                           struct pagemapread *pm)
774 {
775         pm->buffer[pm->pos++] = *pme;
776         if (pm->pos >= pm->len)
777                 return PM_END_OF_BUFFER;
778         return 0;
779 }
780
781 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
782                                 struct mm_walk *walk)
783 {
784         struct pagemapread *pm = walk->private;
785         unsigned long addr;
786         int err = 0;
787         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
788
789         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
790                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
791                 if (err)
792                         break;
793         }
794         return err;
795 }
796
797 static void pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
798                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t pte)
799 {
800         u64 frame, flags;
801         struct page *page = NULL;
802
803         if (pte_present(pte)) {
804                 frame = pte_pfn(pte);
805                 flags = PM_PRESENT;
806                 page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
807         } else if (is_swap_pte(pte)) {
808                 swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
809
810                 frame = swp_type(entry) |
811                         (swp_offset(entry) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
812                 flags = PM_SWAP;
813                 if (is_migration_entry(entry))
814                         page = migration_entry_to_page(entry);
815         } else {
816                 *pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
817                 return;
818         }
819
820         if (page && !PageAnon(page))
821                 flags |= PM_FILE;
822
823         *pme = make_pme(PM_PFRAME(frame) | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | flags);
824 }
825
826 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
827 static void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
828                                         pmd_t pmd, int offset)
829 {
830         /*
831          * Currently pmd for thp is always present because thp can not be
832          * swapped-out, migrated, or HWPOISONed (split in such cases instead.)
833          * This if-check is just to prepare for future implementation.
834          */
835         if (pmd_present(pmd))
836                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pmd_pfn(pmd) + offset)
837                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
838         else
839                 *pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
840 }
841 #else
842 static inline void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
843                                                 pmd_t pmd, int offset)
844 {
845 }
846 #endif
847
848 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
849                              struct mm_walk *walk)
850 {
851         struct vm_area_struct *vma;
852         struct pagemapread *pm = walk->private;
853         pte_t *pte;
854         int err = 0;
855         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
856
857         /* find the first VMA at or above 'addr' */
858         vma = find_vma(walk->mm, addr);
859         if (vma && pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
860                 for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
861                         unsigned long offset;
862
863                         offset = (addr & ~PAGEMAP_WALK_MASK) >>
864                                         PAGE_SHIFT;
865                         thp_pmd_to_pagemap_entry(&pme, *pmd, offset);
866                         err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
867                         if (err)
868                                 break;
869                 }
870                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
871                 return err;
872         }
873
874         if (pmd_trans_unstable(pmd))
875                 return 0;
876         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
877
878                 /* check to see if we've left 'vma' behind
879                  * and need a new, higher one */
880                 if (vma && (addr >= vma->vm_end)) {
881                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
882                         pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
883                 }
884
885                 /* check that 'vma' actually covers this address,
886                  * and that it isn't a huge page vma */
887                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
888                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
889                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
890                         pte_to_pagemap_entry(&pme, vma, addr, *pte);
891                         /* unmap before userspace copy */
892                         pte_unmap(pte);
893                 }
894                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
895                 if (err)
896                         return err;
897         }
898
899         cond_resched();
900
901         return err;
902 }
903
904 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
905 static void huge_pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
906                                         pte_t pte, int offset)
907 {
908         if (pte_present(pte))
909                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
910                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
911         else
912                 *pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
913 }
914
915 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
916 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
917                                  unsigned long addr, unsigned long end,
918                                  struct mm_walk *walk)
919 {
920         struct pagemapread *pm = walk->private;
921         int err = 0;
922         pagemap_entry_t pme;
923
924         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
925                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
926                 huge_pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte, offset);
927                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
928                 if (err)
929                         return err;
930         }
931
932         cond_resched();
933
934         return err;
935 }
936 #endif /* HUGETLB_PAGE */
937
938 /*
939  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
940  *
941  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
942  * consisting of the following:
943  *
944  * Bits 0-54  page frame number (PFN) if present
945  * Bits 0-4   swap type if swapped
946  * Bits 5-54  swap offset if swapped
947  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
948  * Bit  61    page is file-page or shared-anon
949  * Bit  62    page swapped
950  * Bit  63    page present
951  *
952  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
953  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
954  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
955  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
956  * pages between processes.
957  *
958  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
959  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
960  * skip over unmapped regions.
961  */
962 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
963                             size_t count, loff_t *ppos)
964 {
965         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
966         struct mm_struct *mm;
967         struct pagemapread pm;
968         int ret = -ESRCH;
969         struct mm_walk pagemap_walk = {};
970         unsigned long src;
971         unsigned long svpfn;
972         unsigned long start_vaddr;
973         unsigned long end_vaddr;
974         int copied = 0;
975
976         if (!task)
977                 goto out;
978
979         ret = -EINVAL;
980         /* file position must be aligned */
981         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
982                 goto out_task;
983
984         ret = 0;
985         if (!count)
986                 goto out_task;
987
988         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
989         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
990         ret = -ENOMEM;
991         if (!pm.buffer)
992                 goto out_task;
993
994         mm = mm_access(task, PTRACE_MODE_READ);
995         ret = PTR_ERR(mm);
996         if (!mm || IS_ERR(mm))
997                 goto out_free;
998
999         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
1000         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
1001 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1002         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
1003 #endif
1004         pagemap_walk.mm = mm;
1005         pagemap_walk.private = &pm;
1006
1007         src = *ppos;
1008         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
1009         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
1010         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
1011
1012         /* watch out for wraparound */
1013         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
1014                 start_vaddr = end_vaddr;
1015
1016         /*
1017          * The odds are that this will stop walking way
1018          * before end_vaddr, because the length of the
1019          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
1020          * will stop when we hit the end of the buffer.
1021          */
1022         ret = 0;
1023         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
1024                 int len;
1025                 unsigned long end;
1026
1027                 pm.pos = 0;
1028                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
1029                 /* overflow ? */
1030                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
1031                         end = end_vaddr;
1032                 down_read(&mm->mmap_sem);
1033                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
1034                 up_read(&mm->mmap_sem);
1035                 start_vaddr = end;
1036
1037                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
1038                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
1039                         ret = -EFAULT;
1040                         goto out_mm;
1041                 }
1042                 copied += len;
1043                 buf += len;
1044                 count -= len;
1045         }
1046         *ppos += copied;
1047         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
1048                 ret = copied;
1049
1050 out_mm:
1051         mmput(mm);
1052 out_free:
1053         kfree(pm.buffer);
1054 out_task:
1055         put_task_struct(task);
1056 out:
1057         return ret;
1058 }
1059
1060 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
1061         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
1062         .read           = pagemap_read,
1063 };
1064 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
1065
1066 #ifdef CONFIG_NUMA
1067
1068 struct numa_maps {
1069         struct vm_area_struct *vma;
1070         unsigned long pages;
1071         unsigned long anon;
1072         unsigned long active;
1073         unsigned long writeback;
1074         unsigned long mapcount_max;
1075         unsigned long dirty;
1076         unsigned long swapcache;
1077         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
1078 };
1079
1080 struct numa_maps_private {
1081         struct proc_maps_private proc_maps;
1082         struct numa_maps md;
1083 };
1084
1085 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
1086                         unsigned long nr_pages)
1087 {
1088         int count = page_mapcount(page);
1089
1090         md->pages += nr_pages;
1091         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1092                 md->dirty += nr_pages;
1093
1094         if (PageSwapCache(page))
1095                 md->swapcache += nr_pages;
1096
1097         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
1098                 md->active += nr_pages;
1099
1100         if (PageWriteback(page))
1101                 md->writeback += nr_pages;
1102
1103         if (PageAnon(page))
1104                 md->anon += nr_pages;
1105
1106         if (count > md->mapcount_max)
1107                 md->mapcount_max = count;
1108
1109         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
1110 }
1111
1112 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
1113                 unsigned long addr)
1114 {
1115         struct page *page;
1116         int nid;
1117
1118         if (!pte_present(pte))
1119                 return NULL;
1120
1121         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
1122         if (!page)
1123                 return NULL;
1124
1125         if (PageReserved(page))
1126                 return NULL;
1127
1128         nid = page_to_nid(page);
1129         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1130                 return NULL;
1131
1132         return page;
1133 }
1134
1135 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1136                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1137 {
1138         struct numa_maps *md;
1139         spinlock_t *ptl;
1140         pte_t *orig_pte;
1141         pte_t *pte;
1142
1143         md = walk->private;
1144
1145         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, md->vma) == 1) {
1146                 pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
1147                 struct page *page;
1148
1149                 page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
1150                 if (page)
1151                         gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
1152                                      HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
1153                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
1154                 return 0;
1155         }
1156
1157         if (pmd_trans_unstable(pmd))
1158                 return 0;
1159         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
1160         do {
1161                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
1162                 if (!page)
1163                         continue;
1164                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1165
1166         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1167         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
1168         return 0;
1169 }
1170 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1171 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1172                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1173 {
1174         struct numa_maps *md;
1175         struct page *page;
1176
1177         if (pte_none(*pte))
1178                 return 0;
1179
1180         page = pte_page(*pte);
1181         if (!page)
1182                 return 0;
1183
1184         md = walk->private;
1185         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1186         return 0;
1187 }
1188
1189 #else
1190 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1191                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1192 {
1193         return 0;
1194 }
1195 #endif
1196
1197 /*
1198  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1199  */
1200 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
1201 {
1202         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1203         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1204         struct vm_area_struct *vma = v;
1205         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1206         struct file *file = vma->vm_file;
1207         struct task_struct *task = proc_priv->task;
1208         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1209         struct mm_walk walk = {};
1210         struct mempolicy *pol;
1211         int n;
1212         char buffer[50];
1213
1214         if (!mm)
1215                 return 0;
1216
1217         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1218         memset(md, 0, sizeof(*md));
1219
1220         md->vma = vma;
1221
1222         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1223         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1224         walk.private = md;
1225         walk.mm = mm;
1226
1227         pol = get_vma_policy(task, vma, vma->vm_start);
1228         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1229         mpol_cond_put(pol);
1230
1231         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1232
1233         if (file) {
1234                 seq_printf(m, " file=");
1235                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1236         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1237                 seq_printf(m, " heap");
1238         } else {
1239                 pid_t tid = vm_is_stack(task, vma, is_pid);
1240                 if (tid != 0) {
1241                         /*
1242                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
1243                          * the main process stack.
1244                          */
1245                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1246                             vma->vm_end >= mm->start_stack))
1247                                 seq_printf(m, " stack");
1248                         else
1249                                 seq_printf(m, " stack:%d", tid);
1250                 }
1251         }
1252
1253         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1254                 seq_printf(m, " huge");
1255
1256         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1257
1258         if (!md->pages)
1259                 goto out;
1260
1261         if (md->anon)
1262                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1263
1264         if (md->dirty)
1265                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1266
1267         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1268                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1269
1270         if (md->mapcount_max > 1)
1271                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1272
1273         if (md->swapcache)
1274                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1275
1276         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1277                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1278
1279         if (md->writeback)
1280                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1281
1282         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1283                 if (md->node[n])
1284                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1285 out:
1286         seq_putc(m, '\n');
1287
1288         if (m->count < m->size)
1289                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1290         return 0;
1291 }
1292
1293 static int show_pid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1294 {
1295         return show_numa_map(m, v, 1);
1296 }
1297
1298 static int show_tid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1299 {
1300         return show_numa_map(m, v, 0);
1301 }
1302
1303 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1304         .start  = m_start,
1305         .next   = m_next,
1306         .stop   = m_stop,
1307         .show   = show_pid_numa_map,
1308 };
1309
1310 static const struct seq_operations proc_tid_numa_maps_op = {
1311         .start  = m_start,
1312         .next   = m_next,
1313         .stop   = m_stop,
1314         .show   = show_tid_numa_map,
1315 };
1316
1317 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
1318                           const struct seq_operations *ops)
1319 {
1320         struct numa_maps_private *priv;
1321         int ret = -ENOMEM;
1322         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1323         if (priv) {
1324                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1325                 ret = seq_open(file, ops);
1326                 if (!ret) {
1327                         struct seq_file *m = file->private_data;
1328                         m->private = priv;
1329                 } else {
1330                         kfree(priv);
1331                 }
1332         }
1333         return ret;
1334 }
1335
1336 static int pid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1337 {
1338         return numa_maps_open(inode, file, &proc_pid_numa_maps_op);
1339 }
1340
1341 static int tid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1342 {
1343         return numa_maps_open(inode, file, &proc_tid_numa_maps_op);
1344 }
1345
1346 const struct file_operations proc_pid_numa_maps_operations = {
1347         .open           = pid_numa_maps_open,
1348         .read           = seq_read,
1349         .llseek         = seq_lseek,
1350         .release        = seq_release_private,
1351 };
1352
1353 const struct file_operations proc_tid_numa_maps_operations = {
1354         .open           = tid_numa_maps_open,
1355         .read           = seq_read,
1356         .llseek         = seq_lseek,
1357         .release        = seq_release_private,
1358 };
1359 #endif /* CONFIG_NUMA */