mm: thp: fix up pmd_trans_unstable() locations
[~shefty/rdma-dev.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 - mm->reserved_vm) << (PAGE_SHIFT-10),
58                 mm->locked_vm << (PAGE_SHIFT-10),
59                 mm->pinned_vm << (PAGE_SHIFT-10),
60                 hiwater_rss << (PAGE_SHIFT-10),
61                 total_rss << (PAGE_SHIFT-10),
62                 data << (PAGE_SHIFT-10),
63                 mm->stack_vm << (PAGE_SHIFT-10), text, lib,
64                 (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)*mm->nr_ptes) >> 10,
65                 swap << (PAGE_SHIFT-10));
66 }
67
68 unsigned long task_vsize(struct mm_struct *mm)
69 {
70         return PAGE_SIZE * mm->total_vm;
71 }
72
73 unsigned long task_statm(struct mm_struct *mm,
74                          unsigned long *shared, unsigned long *text,
75                          unsigned long *data, unsigned long *resident)
76 {
77         *shared = get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
78         *text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK))
79                                                                 >> PAGE_SHIFT;
80         *data = mm->total_vm - mm->shared_vm;
81         *resident = *shared + get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
82         return mm->total_vm;
83 }
84
85 static void pad_len_spaces(struct seq_file *m, int len)
86 {
87         len = 25 + sizeof(void*) * 6 - len;
88         if (len < 1)
89                 len = 1;
90         seq_printf(m, "%*c", len, ' ');
91 }
92
93 static void vma_stop(struct proc_maps_private *priv, struct vm_area_struct *vma)
94 {
95         if (vma && vma != priv->tail_vma) {
96                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
97                 up_read(&mm->mmap_sem);
98                 mmput(mm);
99         }
100 }
101
102 static void *m_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
103 {
104         struct proc_maps_private *priv = m->private;
105         unsigned long last_addr = m->version;
106         struct mm_struct *mm;
107         struct vm_area_struct *vma, *tail_vma = NULL;
108         loff_t l = *pos;
109
110         /* Clear the per syscall fields in priv */
111         priv->task = NULL;
112         priv->tail_vma = NULL;
113
114         /*
115          * We remember last_addr rather than next_addr to hit with
116          * mmap_cache most of the time. We have zero last_addr at
117          * the beginning and also after lseek. We will have -1 last_addr
118          * after the end of the vmas.
119          */
120
121         if (last_addr == -1UL)
122                 return NULL;
123
124         priv->task = get_pid_task(priv->pid, PIDTYPE_PID);
125         if (!priv->task)
126                 return ERR_PTR(-ESRCH);
127
128         mm = mm_for_maps(priv->task);
129         if (!mm || IS_ERR(mm))
130                 return mm;
131         down_read(&mm->mmap_sem);
132
133         tail_vma = get_gate_vma(priv->task->mm);
134         priv->tail_vma = tail_vma;
135
136         /* Start with last addr hint */
137         vma = find_vma(mm, last_addr);
138         if (last_addr && vma) {
139                 vma = vma->vm_next;
140                 goto out;
141         }
142
143         /*
144          * Check the vma index is within the range and do
145          * sequential scan until m_index.
146          */
147         vma = NULL;
148         if ((unsigned long)l < mm->map_count) {
149                 vma = mm->mmap;
150                 while (l-- && vma)
151                         vma = vma->vm_next;
152                 goto out;
153         }
154
155         if (l != mm->map_count)
156                 tail_vma = NULL; /* After gate vma */
157
158 out:
159         if (vma)
160                 return vma;
161
162         /* End of vmas has been reached */
163         m->version = (tail_vma != NULL)? 0: -1UL;
164         up_read(&mm->mmap_sem);
165         mmput(mm);
166         return tail_vma;
167 }
168
169 static void *m_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
170 {
171         struct proc_maps_private *priv = m->private;
172         struct vm_area_struct *vma = v;
173         struct vm_area_struct *tail_vma = priv->tail_vma;
174
175         (*pos)++;
176         if (vma && (vma != tail_vma) && vma->vm_next)
177                 return vma->vm_next;
178         vma_stop(priv, vma);
179         return (vma != tail_vma)? tail_vma: NULL;
180 }
181
182 static void m_stop(struct seq_file *m, void *v)
183 {
184         struct proc_maps_private *priv = m->private;
185         struct vm_area_struct *vma = v;
186
187         if (!IS_ERR(vma))
188                 vma_stop(priv, vma);
189         if (priv->task)
190                 put_task_struct(priv->task);
191 }
192
193 static int do_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
194                         const struct seq_operations *ops)
195 {
196         struct proc_maps_private *priv;
197         int ret = -ENOMEM;
198         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
199         if (priv) {
200                 priv->pid = proc_pid(inode);
201                 ret = seq_open(file, ops);
202                 if (!ret) {
203                         struct seq_file *m = file->private_data;
204                         m->private = priv;
205                 } else {
206                         kfree(priv);
207                 }
208         }
209         return ret;
210 }
211
212 static void
213 show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma, int is_pid)
214 {
215         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
216         struct file *file = vma->vm_file;
217         struct proc_maps_private *priv = m->private;
218         struct task_struct *task = priv->task;
219         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
220         unsigned long ino = 0;
221         unsigned long long pgoff = 0;
222         unsigned long start, end;
223         dev_t dev = 0;
224         int len;
225         const char *name = NULL;
226
227         if (file) {
228                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
229                 dev = inode->i_sb->s_dev;
230                 ino = inode->i_ino;
231                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
232         }
233
234         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
235         start = vma->vm_start;
236         if (stack_guard_page_start(vma, start))
237                 start += PAGE_SIZE;
238         end = vma->vm_end;
239         if (stack_guard_page_end(vma, end))
240                 end -= PAGE_SIZE;
241
242         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
243                         start,
244                         end,
245                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
246                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
247                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
248                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
249                         pgoff,
250                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
251
252         /*
253          * Print the dentry name for named mappings, and a
254          * special [heap] marker for the heap:
255          */
256         if (file) {
257                 pad_len_spaces(m, len);
258                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
259                 goto done;
260         }
261
262         name = arch_vma_name(vma);
263         if (!name) {
264                 pid_t tid;
265
266                 if (!mm) {
267                         name = "[vdso]";
268                         goto done;
269                 }
270
271                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
272                     vma->vm_end >= mm->start_brk) {
273                         name = "[heap]";
274                         goto done;
275                 }
276
277                 tid = vm_is_stack(task, vma, is_pid);
278
279                 if (tid != 0) {
280                         /*
281                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
282                          * the main process stack.
283                          */
284                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
285                             vma->vm_end >= mm->start_stack)) {
286                                 name = "[stack]";
287                         } else {
288                                 /* Thread stack in /proc/PID/maps */
289                                 pad_len_spaces(m, len);
290                                 seq_printf(m, "[stack:%d]", tid);
291                         }
292                 }
293         }
294
295 done:
296         if (name) {
297                 pad_len_spaces(m, len);
298                 seq_puts(m, name);
299         }
300         seq_putc(m, '\n');
301 }
302
303 static int show_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
304 {
305         struct vm_area_struct *vma = v;
306         struct proc_maps_private *priv = m->private;
307         struct task_struct *task = priv->task;
308
309         show_map_vma(m, vma, is_pid);
310
311         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
312                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
313                         ? vma->vm_start : 0;
314         return 0;
315 }
316
317 static int show_pid_map(struct seq_file *m, void *v)
318 {
319         return show_map(m, v, 1);
320 }
321
322 static int show_tid_map(struct seq_file *m, void *v)
323 {
324         return show_map(m, v, 0);
325 }
326
327 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
328         .start  = m_start,
329         .next   = m_next,
330         .stop   = m_stop,
331         .show   = show_pid_map
332 };
333
334 static const struct seq_operations proc_tid_maps_op = {
335         .start  = m_start,
336         .next   = m_next,
337         .stop   = m_stop,
338         .show   = show_tid_map
339 };
340
341 static int pid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
342 {
343         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
344 }
345
346 static int tid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
347 {
348         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_maps_op);
349 }
350
351 const struct file_operations proc_pid_maps_operations = {
352         .open           = pid_maps_open,
353         .read           = seq_read,
354         .llseek         = seq_lseek,
355         .release        = seq_release_private,
356 };
357
358 const struct file_operations proc_tid_maps_operations = {
359         .open           = tid_maps_open,
360         .read           = seq_read,
361         .llseek         = seq_lseek,
362         .release        = seq_release_private,
363 };
364
365 /*
366  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
367  *
368  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
369  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
370  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
371  * process, its PSS will be 1500.
372  *
373  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
374  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
375  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
376  *
377  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
378  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
379  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
380  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
381  */
382 #define PSS_SHIFT 12
383
384 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
385 struct mem_size_stats {
386         struct vm_area_struct *vma;
387         unsigned long resident;
388         unsigned long shared_clean;
389         unsigned long shared_dirty;
390         unsigned long private_clean;
391         unsigned long private_dirty;
392         unsigned long referenced;
393         unsigned long anonymous;
394         unsigned long anonymous_thp;
395         unsigned long swap;
396         u64 pss;
397 };
398
399
400 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
401                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
402 {
403         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
404         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
405         struct page *page;
406         int mapcount;
407
408         if (is_swap_pte(ptent)) {
409                 mss->swap += ptent_size;
410                 return;
411         }
412
413         if (!pte_present(ptent))
414                 return;
415
416         page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
417         if (!page)
418                 return;
419
420         if (PageAnon(page))
421                 mss->anonymous += ptent_size;
422
423         mss->resident += ptent_size;
424         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
425         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
426                 mss->referenced += ptent_size;
427         mapcount = page_mapcount(page);
428         if (mapcount >= 2) {
429                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
430                         mss->shared_dirty += ptent_size;
431                 else
432                         mss->shared_clean += ptent_size;
433                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
434         } else {
435                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
436                         mss->private_dirty += ptent_size;
437                 else
438                         mss->private_clean += ptent_size;
439                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
440         }
441 }
442
443 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
444                            struct mm_walk *walk)
445 {
446         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
447         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
448         pte_t *pte;
449         spinlock_t *ptl;
450
451         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
452                 smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr, HPAGE_PMD_SIZE, walk);
453                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
454                 mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
455                 return 0;
456         }
457
458         if (pmd_trans_unstable(pmd))
459                 return 0;
460         /*
461          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
462          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
463          * in here.
464          */
465         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
466         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
467                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
468         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
469         cond_resched();
470         return 0;
471 }
472
473 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
474 {
475         struct proc_maps_private *priv = m->private;
476         struct task_struct *task = priv->task;
477         struct vm_area_struct *vma = v;
478         struct mem_size_stats mss;
479         struct mm_walk smaps_walk = {
480                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
481                 .mm = vma->vm_mm,
482                 .private = &mss,
483         };
484
485         memset(&mss, 0, sizeof mss);
486         mss.vma = vma;
487         /* mmap_sem is held in m_start */
488         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
489                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
490
491         show_map_vma(m, vma, is_pid);
492
493         seq_printf(m,
494                    "Size:           %8lu kB\n"
495                    "Rss:            %8lu kB\n"
496                    "Pss:            %8lu kB\n"
497                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
498                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
499                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
500                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
501                    "Referenced:     %8lu kB\n"
502                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
503                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
504                    "Swap:           %8lu kB\n"
505                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
506                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
507                    "Locked:         %8lu kB\n",
508                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
509                    mss.resident >> 10,
510                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
511                    mss.shared_clean  >> 10,
512                    mss.shared_dirty  >> 10,
513                    mss.private_clean >> 10,
514                    mss.private_dirty >> 10,
515                    mss.referenced >> 10,
516                    mss.anonymous >> 10,
517                    mss.anonymous_thp >> 10,
518                    mss.swap >> 10,
519                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
520                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
521                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
522                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
523
524         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
525                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
526                         ? vma->vm_start : 0;
527         return 0;
528 }
529
530 static int show_pid_smap(struct seq_file *m, void *v)
531 {
532         return show_smap(m, v, 1);
533 }
534
535 static int show_tid_smap(struct seq_file *m, void *v)
536 {
537         return show_smap(m, v, 0);
538 }
539
540 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
541         .start  = m_start,
542         .next   = m_next,
543         .stop   = m_stop,
544         .show   = show_pid_smap
545 };
546
547 static const struct seq_operations proc_tid_smaps_op = {
548         .start  = m_start,
549         .next   = m_next,
550         .stop   = m_stop,
551         .show   = show_tid_smap
552 };
553
554 static int pid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
555 {
556         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
557 }
558
559 static int tid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
560 {
561         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_smaps_op);
562 }
563
564 const struct file_operations proc_pid_smaps_operations = {
565         .open           = pid_smaps_open,
566         .read           = seq_read,
567         .llseek         = seq_lseek,
568         .release        = seq_release_private,
569 };
570
571 const struct file_operations proc_tid_smaps_operations = {
572         .open           = tid_smaps_open,
573         .read           = seq_read,
574         .llseek         = seq_lseek,
575         .release        = seq_release_private,
576 };
577
578 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
579                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
580 {
581         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
582         pte_t *pte, ptent;
583         spinlock_t *ptl;
584         struct page *page;
585
586         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
587         if (pmd_trans_unstable(pmd))
588                 return 0;
589
590         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
591         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
592                 ptent = *pte;
593                 if (!pte_present(ptent))
594                         continue;
595
596                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
597                 if (!page)
598                         continue;
599
600                 if (PageReserved(page))
601                         continue;
602
603                 /* Clear accessed and referenced bits. */
604                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
605                 ClearPageReferenced(page);
606         }
607         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
608         cond_resched();
609         return 0;
610 }
611
612 #define CLEAR_REFS_ALL 1
613 #define CLEAR_REFS_ANON 2
614 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
615
616 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
617                                 size_t count, loff_t *ppos)
618 {
619         struct task_struct *task;
620         char buffer[PROC_NUMBUF];
621         struct mm_struct *mm;
622         struct vm_area_struct *vma;
623         int type;
624         int rv;
625
626         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
627         if (count > sizeof(buffer) - 1)
628                 count = sizeof(buffer) - 1;
629         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
630                 return -EFAULT;
631         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
632         if (rv < 0)
633                 return rv;
634         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
635                 return -EINVAL;
636         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
637         if (!task)
638                 return -ESRCH;
639         mm = get_task_mm(task);
640         if (mm) {
641                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
642                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
643                         .mm = mm,
644                 };
645                 down_read(&mm->mmap_sem);
646                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
647                         clear_refs_walk.private = vma;
648                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
649                                 continue;
650                         /*
651                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
652                          *
653                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
654                          * Anonymous pages.
655                          *
656                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
657                          * mapped pages.
658                          */
659                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
660                                 continue;
661                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
662                                 continue;
663                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
664                                         &clear_refs_walk);
665                 }
666                 flush_tlb_mm(mm);
667                 up_read(&mm->mmap_sem);
668                 mmput(mm);
669         }
670         put_task_struct(task);
671
672         return count;
673 }
674
675 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
676         .write          = clear_refs_write,
677         .llseek         = noop_llseek,
678 };
679
680 typedef struct {
681         u64 pme;
682 } pagemap_entry_t;
683
684 struct pagemapread {
685         int pos, len;
686         pagemap_entry_t *buffer;
687 };
688
689 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
690 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
691
692 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
693 #define PM_STATUS_BITS      3
694 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
695 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
696 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
697 #define PM_PSHIFT_BITS      6
698 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
699 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
700 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
701 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
702 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
703
704 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
705 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
706 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
707 #define PM_END_OF_BUFFER    1
708
709 static inline pagemap_entry_t make_pme(u64 val)
710 {
711         return (pagemap_entry_t) { .pme = val };
712 }
713
714 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, pagemap_entry_t *pme,
715                           struct pagemapread *pm)
716 {
717         pm->buffer[pm->pos++] = *pme;
718         if (pm->pos >= pm->len)
719                 return PM_END_OF_BUFFER;
720         return 0;
721 }
722
723 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
724                                 struct mm_walk *walk)
725 {
726         struct pagemapread *pm = walk->private;
727         unsigned long addr;
728         int err = 0;
729         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
730
731         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
732                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
733                 if (err)
734                         break;
735         }
736         return err;
737 }
738
739 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
740 {
741         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
742         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
743 }
744
745 static void pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme, pte_t pte)
746 {
747         if (is_swap_pte(pte))
748                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
749                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP);
750         else if (pte_present(pte))
751                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
752                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
753 }
754
755 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
756 static void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
757                                         pmd_t pmd, int offset)
758 {
759         /*
760          * Currently pmd for thp is always present because thp can not be
761          * swapped-out, migrated, or HWPOISONed (split in such cases instead.)
762          * This if-check is just to prepare for future implementation.
763          */
764         if (pmd_present(pmd))
765                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pmd_pfn(pmd) + offset)
766                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
767 }
768 #else
769 static inline void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
770                                                 pmd_t pmd, int offset)
771 {
772 }
773 #endif
774
775 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
776                              struct mm_walk *walk)
777 {
778         struct vm_area_struct *vma;
779         struct pagemapread *pm = walk->private;
780         pte_t *pte;
781         int err = 0;
782         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
783
784         /* find the first VMA at or above 'addr' */
785         vma = find_vma(walk->mm, addr);
786         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
787         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
788                 for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
789                         unsigned long offset;
790
791                         offset = (addr & ~PAGEMAP_WALK_MASK) >>
792                                         PAGE_SHIFT;
793                         thp_pmd_to_pagemap_entry(&pme, *pmd, offset);
794                         err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
795                         if (err)
796                                 break;
797                 }
798                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
799                 return err;
800         }
801
802         if (pmd_trans_unstable(pmd))
803                 return 0;
804         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
805
806                 /* check to see if we've left 'vma' behind
807                  * and need a new, higher one */
808                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
809                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
810
811                 /* check that 'vma' actually covers this address,
812                  * and that it isn't a huge page vma */
813                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
814                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
815                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
816                         pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte);
817                         /* unmap before userspace copy */
818                         pte_unmap(pte);
819                 }
820                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
821                 if (err)
822                         return err;
823         }
824
825         cond_resched();
826
827         return err;
828 }
829
830 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
831 static void huge_pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
832                                         pte_t pte, int offset)
833 {
834         if (pte_present(pte))
835                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
836                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
837 }
838
839 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
840 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
841                                  unsigned long addr, unsigned long end,
842                                  struct mm_walk *walk)
843 {
844         struct pagemapread *pm = walk->private;
845         int err = 0;
846         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
847
848         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
849                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
850                 huge_pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte, offset);
851                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
852                 if (err)
853                         return err;
854         }
855
856         cond_resched();
857
858         return err;
859 }
860 #endif /* HUGETLB_PAGE */
861
862 /*
863  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
864  *
865  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
866  * consisting of the following:
867  *
868  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
869  * Bits 0-4   swap type if swapped
870  * Bits 5-55  swap offset if swapped
871  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
872  * Bit  61    reserved for future use
873  * Bit  62    page swapped
874  * Bit  63    page present
875  *
876  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
877  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
878  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
879  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
880  * pages between processes.
881  *
882  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
883  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
884  * skip over unmapped regions.
885  */
886 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
887                             size_t count, loff_t *ppos)
888 {
889         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
890         struct mm_struct *mm;
891         struct pagemapread pm;
892         int ret = -ESRCH;
893         struct mm_walk pagemap_walk = {};
894         unsigned long src;
895         unsigned long svpfn;
896         unsigned long start_vaddr;
897         unsigned long end_vaddr;
898         int copied = 0;
899
900         if (!task)
901                 goto out;
902
903         ret = -EINVAL;
904         /* file position must be aligned */
905         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
906                 goto out_task;
907
908         ret = 0;
909         if (!count)
910                 goto out_task;
911
912         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
913         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
914         ret = -ENOMEM;
915         if (!pm.buffer)
916                 goto out_task;
917
918         mm = mm_for_maps(task);
919         ret = PTR_ERR(mm);
920         if (!mm || IS_ERR(mm))
921                 goto out_free;
922
923         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
924         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
925 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
926         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
927 #endif
928         pagemap_walk.mm = mm;
929         pagemap_walk.private = &pm;
930
931         src = *ppos;
932         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
933         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
934         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
935
936         /* watch out for wraparound */
937         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
938                 start_vaddr = end_vaddr;
939
940         /*
941          * The odds are that this will stop walking way
942          * before end_vaddr, because the length of the
943          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
944          * will stop when we hit the end of the buffer.
945          */
946         ret = 0;
947         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
948                 int len;
949                 unsigned long end;
950
951                 pm.pos = 0;
952                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
953                 /* overflow ? */
954                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
955                         end = end_vaddr;
956                 down_read(&mm->mmap_sem);
957                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
958                 up_read(&mm->mmap_sem);
959                 start_vaddr = end;
960
961                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
962                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
963                         ret = -EFAULT;
964                         goto out_mm;
965                 }
966                 copied += len;
967                 buf += len;
968                 count -= len;
969         }
970         *ppos += copied;
971         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
972                 ret = copied;
973
974 out_mm:
975         mmput(mm);
976 out_free:
977         kfree(pm.buffer);
978 out_task:
979         put_task_struct(task);
980 out:
981         return ret;
982 }
983
984 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
985         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
986         .read           = pagemap_read,
987 };
988 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
989
990 #ifdef CONFIG_NUMA
991
992 struct numa_maps {
993         struct vm_area_struct *vma;
994         unsigned long pages;
995         unsigned long anon;
996         unsigned long active;
997         unsigned long writeback;
998         unsigned long mapcount_max;
999         unsigned long dirty;
1000         unsigned long swapcache;
1001         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
1002 };
1003
1004 struct numa_maps_private {
1005         struct proc_maps_private proc_maps;
1006         struct numa_maps md;
1007 };
1008
1009 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
1010                         unsigned long nr_pages)
1011 {
1012         int count = page_mapcount(page);
1013
1014         md->pages += nr_pages;
1015         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1016                 md->dirty += nr_pages;
1017
1018         if (PageSwapCache(page))
1019                 md->swapcache += nr_pages;
1020
1021         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
1022                 md->active += nr_pages;
1023
1024         if (PageWriteback(page))
1025                 md->writeback += nr_pages;
1026
1027         if (PageAnon(page))
1028                 md->anon += nr_pages;
1029
1030         if (count > md->mapcount_max)
1031                 md->mapcount_max = count;
1032
1033         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
1034 }
1035
1036 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
1037                 unsigned long addr)
1038 {
1039         struct page *page;
1040         int nid;
1041
1042         if (!pte_present(pte))
1043                 return NULL;
1044
1045         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
1046         if (!page)
1047                 return NULL;
1048
1049         if (PageReserved(page))
1050                 return NULL;
1051
1052         nid = page_to_nid(page);
1053         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1054                 return NULL;
1055
1056         return page;
1057 }
1058
1059 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1060                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1061 {
1062         struct numa_maps *md;
1063         spinlock_t *ptl;
1064         pte_t *orig_pte;
1065         pte_t *pte;
1066
1067         md = walk->private;
1068
1069         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, md->vma) == 1) {
1070                 pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
1071                 struct page *page;
1072
1073                 page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
1074                 if (page)
1075                         gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
1076                                      HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
1077                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
1078                 return 0;
1079         }
1080
1081         if (pmd_trans_unstable(pmd))
1082                 return 0;
1083         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
1084         do {
1085                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
1086                 if (!page)
1087                         continue;
1088                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1089
1090         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1091         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
1092         return 0;
1093 }
1094 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1095 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1096                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1097 {
1098         struct numa_maps *md;
1099         struct page *page;
1100
1101         if (pte_none(*pte))
1102                 return 0;
1103
1104         page = pte_page(*pte);
1105         if (!page)
1106                 return 0;
1107
1108         md = walk->private;
1109         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 #else
1114 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1115                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1116 {
1117         return 0;
1118 }
1119 #endif
1120
1121 /*
1122  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1123  */
1124 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
1125 {
1126         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1127         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1128         struct vm_area_struct *vma = v;
1129         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1130         struct file *file = vma->vm_file;
1131         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1132         struct mm_walk walk = {};
1133         struct mempolicy *pol;
1134         int n;
1135         char buffer[50];
1136
1137         if (!mm)
1138                 return 0;
1139
1140         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1141         memset(md, 0, sizeof(*md));
1142
1143         md->vma = vma;
1144
1145         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1146         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1147         walk.private = md;
1148         walk.mm = mm;
1149
1150         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1151         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1152         mpol_cond_put(pol);
1153
1154         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1155
1156         if (file) {
1157                 seq_printf(m, " file=");
1158                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1159         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1160                 seq_printf(m, " heap");
1161         } else {
1162                 pid_t tid = vm_is_stack(proc_priv->task, vma, is_pid);
1163                 if (tid != 0) {
1164                         /*
1165                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
1166                          * the main process stack.
1167                          */
1168                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1169                             vma->vm_end >= mm->start_stack))
1170                                 seq_printf(m, " stack");
1171                         else
1172                                 seq_printf(m, " stack:%d", tid);
1173                 }
1174         }
1175
1176         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1177                 seq_printf(m, " huge");
1178
1179         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1180
1181         if (!md->pages)
1182                 goto out;
1183
1184         if (md->anon)
1185                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1186
1187         if (md->dirty)
1188                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1189
1190         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1191                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1192
1193         if (md->mapcount_max > 1)
1194                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1195
1196         if (md->swapcache)
1197                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1198
1199         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1200                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1201
1202         if (md->writeback)
1203                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1204
1205         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1206                 if (md->node[n])
1207                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1208 out:
1209         seq_putc(m, '\n');
1210
1211         if (m->count < m->size)
1212                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 static int show_pid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1217 {
1218         return show_numa_map(m, v, 1);
1219 }
1220
1221 static int show_tid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1222 {
1223         return show_numa_map(m, v, 0);
1224 }
1225
1226 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1227         .start  = m_start,
1228         .next   = m_next,
1229         .stop   = m_stop,
1230         .show   = show_pid_numa_map,
1231 };
1232
1233 static const struct seq_operations proc_tid_numa_maps_op = {
1234         .start  = m_start,
1235         .next   = m_next,
1236         .stop   = m_stop,
1237         .show   = show_tid_numa_map,
1238 };
1239
1240 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
1241                           const struct seq_operations *ops)
1242 {
1243         struct numa_maps_private *priv;
1244         int ret = -ENOMEM;
1245         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1246         if (priv) {
1247                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1248                 ret = seq_open(file, ops);
1249                 if (!ret) {
1250                         struct seq_file *m = file->private_data;
1251                         m->private = priv;
1252                 } else {
1253                         kfree(priv);
1254                 }
1255         }
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 static int pid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1260 {
1261         return numa_maps_open(inode, file, &proc_pid_numa_maps_op);
1262 }
1263
1264 static int tid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1265 {
1266         return numa_maps_open(inode, file, &proc_tid_numa_maps_op);
1267 }
1268
1269 const struct file_operations proc_pid_numa_maps_operations = {
1270         .open           = pid_numa_maps_open,
1271         .read           = seq_read,
1272         .llseek         = seq_lseek,
1273         .release        = seq_release_private,
1274 };
1275
1276 const struct file_operations proc_tid_numa_maps_operations = {
1277         .open           = tid_numa_maps_open,
1278         .read           = seq_read,
1279         .llseek         = seq_lseek,
1280         .release        = seq_release_private,
1281 };
1282 #endif /* CONFIG_NUMA */