mm/mlock.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *      linux/mm/mlock.c
   4  *
   5  *  (C) Copyright 1995 Linus Torvalds
   6  *  (C) Copyright 2002 Christoph Hellwig
   7  */
   8
   9 #include <linux/capability.h>
  10 #include <linux/mman.h>
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/sched/user.h>
  13 #include <linux/swap.h>
  14 #include <linux/swapops.h>
  15 #include <linux/pagemap.h>
  16 #include <linux/pagevec.h>
  17 #include <linux/mempolicy.h>
  18 #include <linux/syscalls.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/export.h>
  21 #include <linux/rmap.h>
  22 #include <linux/mmzone.h>
  23 #include <linux/hugetlb.h>
  24 #include <linux/memcontrol.h>
  25 #include <linux/mm_inline.h>
  26
  27 #include "internal.h"
  28
  29 bool can_do_mlock(void)
  30 {
  31         if (rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) != 0)
  32                 return true;
  33         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
  34                 return true;
  35         return false;
  36 }
  37 EXPORT_SYMBOL(can_do_mlock);
  38
  39 /*
  40  * Mlocked pages are marked with PageMlocked() flag for efficient testing
  41  * in vmscan and, possibly, the fault path; and to support semi-accurate
  42  * statistics.
  43  *
  44  * An mlocked page [PageMlocked(page)] is unevictable.  As such, it will
  45  * be placed on the LRU "unevictable" list, rather than the [in]active lists.
  46  * The unevictable list is an LRU sibling list to the [in]active lists.
  47  * PageUnevictable is set to indicate the unevictable state.
  48  *
  49  * When lazy mlocking via vmscan, it is important to ensure that the
  50  * vma's VM_LOCKED status is not concurrently being modified, otherwise we
  51  * may have mlocked a page that is being munlocked. So lazy mlock must take
  52  * the mmap_sem for read, and verify that the vma really is locked
  53  * (see mm/rmap.c).
  54  */
  55
  56 /*
  57  *  LRU accounting for clear_page_mlock()
  58  */
  59 void clear_page_mlock(struct page *page)
  60 {
  61         if (!TestClearPageMlocked(page))
  62                 return;
  63
  64         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  65                             -hpage_nr_pages(page));
  66         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGCLEARED);
  67         if (!isolate_lru_page(page)) {
  68                 putback_lru_page(page);
  69         } else {
  70                 /*
  71                  * We lost the race. the page already moved to evictable list.
  72                  */
  73                 if (PageUnevictable(page))
  74                         count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
  75         }
  76 }
  77
  78 /*
  79  * Mark page as mlocked if not already.
  80  * If page on LRU, isolate and putback to move to unevictable list.
  81  */
  82 void mlock_vma_page(struct page *page)
  83 {
  84         /* Serialize with page migration */
  85         BUG_ON(!PageLocked(page));
  86
  87         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
  88         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page) && PageDoubleMap(page), page);
  89
  90         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
  91                 mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK,
  92                                     hpage_nr_pages(page));
  93                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMLOCKED);
  94                 if (!isolate_lru_page(page))
  95                         putback_lru_page(page);
  96         }
  97 }
  98
  99 /*
 100  * Isolate a page from LRU with optional get_page() pin.
 101  * Assumes lru_lock already held and page already pinned.
 102  */
 103 static bool __munlock_isolate_lru_page(struct page *page, bool getpage)
 104 {
 105         if (PageLRU(page)) {
 106                 struct lruvec *lruvec;
 107
 108                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, page_pgdat(page));
 109                 if (getpage)
 110                         get_page(page);
 111                 ClearPageLRU(page);
 112                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
 113                 return true;
 114         }
 115
 116         return false;
 117 }
 118
 119 /*
 120  * Finish munlock after successful page isolation
 121  *
 122  * Page must be locked. This is a wrapper for try_to_munlock()
 123  * and putback_lru_page() with munlock accounting.
 124  */
 125 static void __munlock_isolated_page(struct page *page)
 126 {
 127         /*
 128          * Optimization: if the page was mapped just once, that's our mapping
 129          * and we don't need to check all the other vmas.
 130          */
 131         if (page_mapcount(page) > 1)
 132                 try_to_munlock(page);
 133
 134         /* Did try_to_unlock() succeed or punt? */
 135         if (!PageMlocked(page))
 136                 count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 137
 138         putback_lru_page(page);
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Accounting for page isolation fail during munlock
 143  *
 144  * Performs accounting when page isolation fails in munlock. There is nothing
 145  * else to do because it means some other task has already removed the page
 146  * from the LRU. putback_lru_page() will take care of removing the page from
 147  * the unevictable list, if necessary. vmscan [page_referenced()] will move
 148  * the page back to the unevictable list if some other vma has it mlocked.
 149  */
 150 static void __munlock_isolation_failed(struct page *page)
 151 {
 152         if (PageUnevictable(page))
 153                 __count_vm_event(UNEVICTABLE_PGSTRANDED);
 154         else
 155                 __count_vm_event(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED);
 156 }
 157
 158 /**
 159  * munlock_vma_page - munlock a vma page
 160  * @page - page to be unlocked, either a normal page or THP page head
 161  *
 162  * returns the size of the page as a page mask (0 for normal page,
 163  *         HPAGE_PMD_NR - 1 for THP head page)
 164  *
 165  * called from munlock()/munmap() path with page supposedly on the LRU.
 166  * When we munlock a page, because the vma where we found the page is being
 167  * munlock()ed or munmap()ed, we want to check whether other vmas hold the
 168  * page locked so that we can leave it on the unevictable lru list and not
 169  * bother vmscan with it.  However, to walk the page's rmap list in
 170  * try_to_munlock() we must isolate the page from the LRU.  If some other
 171  * task has removed the page from the LRU, we won't be able to do that.
 172  * So we clear the PageMlocked as we might not get another chance.  If we
 173  * can't isolate the page, we leave it for putback_lru_page() and vmscan
 174  * [page_referenced()/try_to_unmap()] to deal with.
 175  */
 176 unsigned int munlock_vma_page(struct page *page)
 177 {
 178         int nr_pages;
 179         struct zone *zone = page_zone(page);
 180
 181         /* For try_to_munlock() and to serialize with page migration */
 182         BUG_ON(!PageLocked(page));
 183
 184         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
 185
 186         /*
 187          * Serialize with any parallel __split_huge_page_refcount() which
 188          * might otherwise copy PageMlocked to part of the tail pages before
 189          * we clear it in the head page. It also stabilizes hpage_nr_pages().
 190          */
 191         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 192
 193         if (!TestClearPageMlocked(page)) {
 194                 /* Potentially, PTE-mapped THP: do not skip the rest PTEs */
 195                 nr_pages = 1;
 196                 goto unlock_out;
 197         }
 198
 199         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
 200         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, -nr_pages);
 201
 202         if (__munlock_isolate_lru_page(page, true)) {
 203                 spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 204                 __munlock_isolated_page(page);
 205                 goto out;
 206         }
 207         __munlock_isolation_failed(page);
 208
 209 unlock_out:
 210         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 211
 212 out:
 213         return nr_pages - 1;
 214 }
 215
 216 /*
 217  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 218  */
 219 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 220 {
 221         if (retval == -EFAULT)
 222                 retval = -ENOMEM;
 223         else if (retval == -ENOMEM)
 224                 retval = -EAGAIN;
 225         return retval;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Prepare page for fast batched LRU putback via putback_lru_evictable_pagevec()
 230  *
 231  * The fast path is available only for evictable pages with single mapping.
 232  * Then we can bypass the per-cpu pvec and get better performance.
 233  * when mapcount > 1 we need try_to_munlock() which can fail.
 234  * when !page_evictable(), we need the full redo logic of putback_lru_page to
 235  * avoid leaving evictable page in unevictable list.
 236  *
 237  * In case of success, @page is added to @pvec and @pgrescued is incremented
 238  * in case that the page was previously unevictable. @page is also unlocked.
 239  */
 240 static bool __putback_lru_fast_prepare(struct page *page, struct pagevec *pvec,
 241                 int *pgrescued)
 242 {
 243         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 244         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
 245
 246         if (page_mapcount(page) <= 1 && page_evictable(page)) {
 247                 pagevec_add(pvec, page);
 248                 if (TestClearPageUnevictable(page))
 249                         (*pgrescued)++;
 250                 unlock_page(page);
 251                 return true;
 252         }
 253
 254         return false;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Putback multiple evictable pages to the LRU
 259  *
 260  * Batched putback of evictable pages that bypasses the per-cpu pvec. Some of
 261  * the pages might have meanwhile become unevictable but that is OK.
 262  */
 263 static void __putback_lru_fast(struct pagevec *pvec, int pgrescued)
 264 {
 265         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, pagevec_count(pvec));
 266         /*
 267          *__pagevec_lru_add() calls release_pages() so we don't call
 268          * put_page() explicitly
 269          */
 270         __pagevec_lru_add(pvec);
 271         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Munlock a batch of pages from the same zone
 276  *
 277  * The work is split to two main phases. First phase clears the Mlocked flag
 278  * and attempts to isolate the pages, all under a single zone lru lock.
 279  * The second phase finishes the munlock only for pages where isolation
 280  * succeeded.
 281  *
 282  * Note that the pagevec may be modified during the process.
 283  */
 284 static void __munlock_pagevec(struct pagevec *pvec, struct zone *zone)
 285 {
 286         int i;
 287         int nr = pagevec_count(pvec);
 288         int delta_munlocked = -nr;
 289         struct pagevec pvec_putback;
 290         int pgrescued = 0;
 291
 292         pagevec_init(&pvec_putback, 0);
 293
 294         /* Phase 1: page isolation */
 295         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
 296         for (i = 0; i < nr; i++) {
 297                 struct page *page = pvec->pages[i];
 298
 299                 if (TestClearPageMlocked(page)) {
 300                         /*
 301                          * We already have pin from follow_page_mask()
 302                          * so we can spare the get_page() here.
 303                          */
 304                         if (__munlock_isolate_lru_page(page, false))
 305                                 continue;
 306                         else
 307                                 __munlock_isolation_failed(page);
 308                 } else {
 309                         delta_munlocked++;
 310                 }
 311
 312                 /*
 313                  * We won't be munlocking this page in the next phase
 314                  * but we still need to release the follow_page_mask()
 315                  * pin. We cannot do it under lru_lock however. If it's
 316                  * the last pin, __page_cache_release() would deadlock.
 317                  */
 318                 pagevec_add(&pvec_putback, pvec->pages[i]);
 319                 pvec->pages[i] = NULL;
 320         }
 321         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, delta_munlocked);
 322         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
 323
 324         /* Now we can release pins of pages that we are not munlocking */
 325         pagevec_release(&pvec_putback);
 326
 327         /* Phase 2: page munlock */
 328         for (i = 0; i < nr; i++) {
 329                 struct page *page = pvec->pages[i];
 330
 331                 if (page) {
 332                         lock_page(page);
 333                         if (!__putback_lru_fast_prepare(page, &pvec_putback,
 334                                         &pgrescued)) {
 335                                 /*
 336                                  * Slow path. We don't want to lose the last
 337                                  * pin before unlock_page()
 338                                  */
 339                                 get_page(page); /* for putback_lru_page() */
 340                                 __munlock_isolated_page(page);
 341                                 unlock_page(page);
 342                                 put_page(page); /* from follow_page_mask() */
 343                         }
 344                 }
 345         }
 346
 347         /*
 348          * Phase 3: page putback for pages that qualified for the fast path
 349          * This will also call put_page() to return pin from follow_page_mask()
 350          */
 351         if (pagevec_count(&pvec_putback))
 352                 __putback_lru_fast(&pvec_putback, pgrescued);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Fill up pagevec for __munlock_pagevec using pte walk
 357  *
 358  * The function expects that the struct page corresponding to @start address is
 359  * a non-TPH page already pinned and in the @pvec, and that it belongs to @zone.
 360  *
 361  * The rest of @pvec is filled by subsequent pages within the same pmd and same
 362  * zone, as long as the pte's are present and vm_normal_page() succeeds. These
 363  * pages also get pinned.
 364  *
 365  * Returns the address of the next page that should be scanned. This equals
 366  * @start + PAGE_SIZE when no page could be added by the pte walk.
 367  */
 368 static unsigned long __munlock_pagevec_fill(struct pagevec *pvec,
 369                         struct vm_area_struct *vma, struct zone *zone,
 370                         unsigned long start, unsigned long end)
 371 {
 372         pte_t *pte;
 373         spinlock_t *ptl;
 374
 375         /*
 376          * Initialize pte walk starting at the already pinned page where we
 377          * are sure that there is a pte, as it was pinned under the same
 378          * mmap_sem write op.
 379          */
 380         pte = get_locked_pte(vma->vm_mm, start, &ptl);
 381         /* Make sure we do not cross the page table boundary */
 382         end = pgd_addr_end(start, end);
 383         end = p4d_addr_end(start, end);
 384         end = pud_addr_end(start, end);
 385         end = pmd_addr_end(start, end);
 386
 387         /* The page next to the pinned page is the first we will try to get */
 388         start += PAGE_SIZE;
 389         while (start < end) {
 390                 struct page *page = NULL;
 391                 pte++;
 392                 if (pte_present(*pte))
 393                         page = vm_normal_page(vma, start, *pte);
 394                 /*
 395                  * Break if page could not be obtained or the page's node+zone does not
 396                  * match
 397                  */
 398                 if (!page || page_zone(page) != zone)
 399                         break;
 400
 401                 /*
 402                  * Do not use pagevec for PTE-mapped THP,
 403                  * munlock_vma_pages_range() will handle them.
 404                  */
 405                 if (PageTransCompound(page))
 406                         break;
 407
 408                 get_page(page);
 409                 /*
 410                  * Increase the address that will be returned *before* the
 411                  * eventual break due to pvec becoming full by adding the page
 412                  */
 413                 start += PAGE_SIZE;
 414                 if (pagevec_add(pvec, page) == 0)
 415                         break;
 416         }
 417         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 418         return start;
 419 }
 420
 421 /*
 422  * munlock_vma_pages_range() - munlock all pages in the vma range.'
 423  * @vma - vma containing range to be munlock()ed.
 424  * @start - start address in @vma of the range
 425  * @end - end of range in @vma.
 426  *
 427  *  For mremap(), munmap() and exit().
 428  *
 429  * Called with @vma VM_LOCKED.
 430  *
 431  * Returns with VM_LOCKED cleared.  Callers must be prepared to
 432  * deal with this.
 433  *
 434  * We don't save and restore VM_LOCKED here because pages are
 435  * still on lru.  In unmap path, pages might be scanned by reclaim
 436  * and re-mlocked by try_to_{munlock|unmap} before we unmap and
 437  * free them.  This will result in freeing mlocked pages.
 438  */
 439 void munlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 440                              unsigned long start, unsigned long end)
 441 {
 442         vma->vm_flags &= VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 443
 444         while (start < end) {
 445                 struct page *page;
 446                 unsigned int page_mask = 0;
 447                 unsigned long page_increm;
 448                 struct pagevec pvec;
 449                 struct zone *zone;
 450
 451                 pagevec_init(&pvec, 0);
 452                 /*
 453                  * Although FOLL_DUMP is intended for get_dump_page(),
 454                  * it just so happens that its special treatment of the
 455                  * ZERO_PAGE (returning an error instead of doing get_page)
 456                  * suits munlock very well (and if somehow an abnormal page
 457                  * has sneaked into the range, we won't oops here: great).
 458                  */
 459                 page = follow_page(vma, start, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
 460
 461                 if (page && !IS_ERR(page)) {
 462                         if (PageTransTail(page)) {
 463                                 VM_BUG_ON_PAGE(PageMlocked(page), page);
 464                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 465                         } else if (PageTransHuge(page)) {
 466                                 lock_page(page);
 467                                 /*
 468                                  * Any THP page found by follow_page_mask() may
 469                                  * have gotten split before reaching
 470                                  * munlock_vma_page(), so we need to compute
 471                                  * the page_mask here instead.
 472                                  */
 473                                 page_mask = munlock_vma_page(page);
 474                                 unlock_page(page);
 475                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 476                         } else {
 477                                 /*
 478                                  * Non-huge pages are handled in batches via
 479                                  * pagevec. The pin from follow_page_mask()
 480                                  * prevents them from collapsing by THP.
 481                                  */
 482                                 pagevec_add(&pvec, page);
 483                                 zone = page_zone(page);
 484
 485                                 /*
 486                                  * Try to fill the rest of pagevec using fast
 487                                  * pte walk. This will also update start to
 488                                  * the next page to process. Then munlock the
 489                                  * pagevec.
 490                                  */
 491                                 start = __munlock_pagevec_fill(&pvec, vma,
 492                                                 zone, start, end);
 493                                 __munlock_pagevec(&pvec, zone);
 494                                 goto next;
 495                         }
 496                 }
 497                 page_increm = 1 + page_mask;
 498                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
 499 next:
 500                 cond_resched();
 501         }
 502 }
 503
 504 /*
 505  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 506  *
 507  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 508  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 509  * populate the ptes.
 510  *
 511  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 512  */
 513 static int mlock_fixup(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
 514         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 515 {
 516         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 517         pgoff_t pgoff;
 518         int nr_pages;
 519         int ret = 0;
 520         int lock = !!(newflags & VM_LOCKED);
 521         vm_flags_t old_flags = vma->vm_flags;
 522
 523         if (newflags == vma->vm_flags || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL) ||
 524             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm))
 525                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 526                 goto out;
 527
 528         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 529         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, newflags, vma->anon_vma,
 530                           vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma),
 531                           vma->vm_userfaultfd_ctx);
 532         if (*prev) {
 533                 vma = *prev;
 534                 goto success;
 535         }
 536
 537         if (start != vma->vm_start) {
 538                 ret = split_vma(mm, vma, start, 1);
 539                 if (ret)
 540                         goto out;
 541         }
 542
 543         if (end != vma->vm_end) {
 544                 ret = split_vma(mm, vma, end, 0);
 545                 if (ret)
 546                         goto out;
 547         }
 548
 549 success:
 550         /*
 551          * Keep track of amount of locked VM.
 552          */
 553         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 554         if (!lock)
 555                 nr_pages = -nr_pages;
 556         else if (old_flags & VM_LOCKED)
 557                 nr_pages = 0;
 558         mm->locked_vm += nr_pages;
 559
 560         /*
 561          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
 562          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 563          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 564          */
 565
 566         if (lock)
 567                 vma->vm_flags = newflags;
 568         else
 569                 munlock_vma_pages_range(vma, start, end);
 570
 571 out:
 572         *prev = vma;
 573         return ret;
 574 }
 575
 576 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 577                                 vm_flags_t flags)
 578 {
 579         unsigned long nstart, end, tmp;
 580         struct vm_area_struct * vma, * prev;
 581         int error;
 582
 583         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 584         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 585         end = start + len;
 586         if (end < start)
 587                 return -EINVAL;
 588         if (end == start)
 589                 return 0;
 590         vma = find_vma(current->mm, start);
 591         if (!vma || vma->vm_start > start)
 592                 return -ENOMEM;
 593
 594         prev = vma->vm_prev;
 595         if (start > vma->vm_start)
 596                 prev = vma;
 597
 598         for (nstart = start ; ; ) {
 599                 vm_flags_t newflags = vma->vm_flags & VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 600
 601                 newflags |= flags;
 602
 603                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 604                 tmp = vma->vm_end;
 605                 if (tmp > end)
 606                         tmp = end;
 607                 error = mlock_fixup(vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 608                 if (error)
 609                         break;
 610                 nstart = tmp;
 611                 if (nstart < prev->vm_end)
 612                         nstart = prev->vm_end;
 613                 if (nstart >= end)
 614                         break;
 615
 616                 vma = prev->vm_next;
 617                 if (!vma || vma->vm_start != nstart) {
 618                         error = -ENOMEM;
 619                         break;
 620                 }
 621         }
 622         return error;
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 627  * vma pages, as return value.
 628  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 629  * is also counted.
 630  * Return value: previously mlocked page counts
 631  */
 632 static int count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 633                 unsigned long start, size_t len)
 634 {
 635         struct vm_area_struct *vma;
 636         int count = 0;
 637
 638         if (mm == NULL)
 639                 mm = current->mm;
 640
 641         vma = find_vma(mm, start);
 642         if (vma == NULL)
 643                 vma = mm->mmap;
 644
 645         for (; vma ; vma = vma->vm_next) {
 646                 if (start >= vma->vm_end)
 647                         continue;
 648                 if (start + len <=  vma->vm_start)
 649                         break;
 650                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 651                         if (start > vma->vm_start)
 652                                 count -= (start - vma->vm_start);
 653                         if (start + len < vma->vm_end) {
 654                                 count += start + len - vma->vm_start;
 655                                 break;
 656                         }
 657                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 658                 }
 659         }
 660
 661         return count >> PAGE_SHIFT;
 662 }
 663
 664 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 665 {
 666         unsigned long locked;
 667         unsigned long lock_limit;
 668         int error = -ENOMEM;
 669
 670         if (!can_do_mlock())
 671                 return -EPERM;
 672
 673         lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 674
 675         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 676         start &= PAGE_MASK;
 677
 678         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 679         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 680         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 681
 682         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 683                 return -EINTR;
 684
 685         locked += current->mm->locked_vm;
 686         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 687                 /*
 688                  * It is possible that the regions requested intersect with
 689                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 690                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 691                  * and adjust locked count if necessary.
 692                  */
 693                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 694                                 start, len);
 695         }
 696
 697         /* check against resource limits */
 698         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 699                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 700
 701         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 702         if (error)
 703                 return error;
 704
 705         error = __mm_populate(start, len, 0);
 706         if (error)
 707                 return __mlock_posix_error_return(error);
 708         return 0;
 709 }
 710
 711 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 712 {
 713         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 714 }
 715
 716 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 717 {
 718         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 719
 720         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 721                 return -EINVAL;
 722
 723         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 724                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 725
 726         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 727 }
 728
 729 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 730 {
 731         int ret;
 732
 733         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 734         start &= PAGE_MASK;
 735
 736         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 737                 return -EINTR;
 738         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 739         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 740
 741         return ret;
 742 }
 743
 744 /*
 745  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 746  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 747  * flags for all current VMAs.
 748  *
 749  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 750  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 751  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 752  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 753  */
 754 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 755 {
 756         struct vm_area_struct * vma, * prev = NULL;
 757         vm_flags_t to_add = 0;
 758
 759         current->mm->def_flags &= VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 760         if (flags & MCL_FUTURE) {
 761                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 762
 763                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 764                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 765
 766                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 767                         goto out;
 768         }
 769
 770         if (flags & MCL_CURRENT) {
 771                 to_add |= VM_LOCKED;
 772                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 773                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 774         }
 775
 776         for (vma = current->mm->mmap; vma ; vma = prev->vm_next) {
 777                 vm_flags_t newflags;
 778
 779                 newflags = vma->vm_flags & VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 780                 newflags |= to_add;
 781
 782                 /* Ignore errors */
 783                 mlock_fixup(vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end, newflags);
 784                 cond_resched_rcu_qs();
 785         }
 786 out:
 787         return 0;
 788 }
 789
 790 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 791 {
 792         unsigned long lock_limit;
 793         int ret;
 794
 795         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)))
 796                 return -EINVAL;
 797
 798         if (!can_do_mlock())
 799                 return -EPERM;
 800
 801         if (flags & MCL_CURRENT)
 802                 lru_add_drain_all();    /* flush pagevec */
 803
 804         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 805         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 806
 807         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 808                 return -EINTR;
 809
 810         ret = -ENOMEM;
 811         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 812             capable(CAP_IPC_LOCK))
 813                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 814         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 815         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 816                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 817
 818         return ret;
 819 }
 820
 821 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 822 {
 823         int ret;
 824
 825         if (down_write_killable(&current->mm->mmap_sem))
 826                 return -EINTR;
 827         ret = apply_mlockall_flags(0);
 828         up_write(&current->mm->mmap_sem);
 829         return ret;
 830 }
 831
 832 /*
 833  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 834  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 835  */
 836 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 837
 838 int user_shm_lock(size_t size, struct user_struct *user)
 839 {
 840         unsigned long lock_limit, locked;
 841         int allowed = 0;
 842
 843         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 844         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 845         if (lock_limit == RLIM_INFINITY)
 846                 allowed = 1;
 847         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 848         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 849         if (!allowed &&
 850             locked + user->locked_shm > lock_limit && !capable(CAP_IPC_LOCK))
 851                 goto out;
 852         get_uid(user);
 853         user->locked_shm += locked;
 854         allowed = 1;
 855 out:
 856         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 857         return allowed;
 858 }
 859
 860 void user_shm_unlock(size_t size, struct user_struct *user)
 861 {
 862         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 863         user->locked_shm -= (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 864         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 865         free_uid(user);
 866 }