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_lock 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         int nr_pages;
  62
  63         if (!TestClearPageMlocked(page))
  64                 return;
  65
  66         nr_pages = thp_nr_pages(page);
  67         mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK, -nr_pages);
  68         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCLEARED, nr_pages);
  69         /*
  70          * The previous TestClearPageMlocked() corresponds to the smp_mb()
  71          * in __pagevec_lru_add_fn().
  72          *
  73          * See __pagevec_lru_add_fn for more explanation.
  74          */
  75         if (!isolate_lru_page(page)) {
  76                 putback_lru_page(page);
  77         } else {
  78                 /*
  79                  * We lost the race. the page already moved to evictable list.
  80                  */
  81                 if (PageUnevictable(page))
  82                         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSTRANDED, nr_pages);
  83         }
  84 }
  85
  86 /*
  87  * Mark page as mlocked if not already.
  88  * If page on LRU, isolate and putback to move to unevictable list.
  89  */
  90 void mlock_vma_page(struct page *page)
  91 {
  92         /* Serialize with page migration */
  93         BUG_ON(!PageLocked(page));
  94
  95         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
  96         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page) && PageDoubleMap(page), page);
  97
  98         if (!TestSetPageMlocked(page)) {
  99                 int nr_pages = thp_nr_pages(page);
 100
 101                 mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK, nr_pages);
 102                 count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 103                 if (!isolate_lru_page(page))
 104                         putback_lru_page(page);
 105         }
 106 }
 107
 108 /*
 109  * Isolate a page from LRU with optional get_page() pin.
 110  * Assumes lru_lock already held and page already pinned.
 111  */
 112 static bool __munlock_isolate_lru_page(struct page *page, bool getpage)
 113 {
 114         if (PageLRU(page)) {
 115                 struct lruvec *lruvec;
 116
 117                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, page_pgdat(page));
 118                 if (getpage)
 119                         get_page(page);
 120                 ClearPageLRU(page);
 121                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
 122                 return true;
 123         }
 124
 125         return false;
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Finish munlock after successful page isolation
 130  *
 131  * Page must be locked. This is a wrapper for try_to_munlock()
 132  * and putback_lru_page() with munlock accounting.
 133  */
 134 static void __munlock_isolated_page(struct page *page)
 135 {
 136         /*
 137          * Optimization: if the page was mapped just once, that's our mapping
 138          * and we don't need to check all the other vmas.
 139          */
 140         if (page_mapcount(page) > 1)
 141                 try_to_munlock(page);
 142
 143         /* Did try_to_unlock() succeed or punt? */
 144         if (!PageMlocked(page))
 145                 count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, thp_nr_pages(page));
 146
 147         putback_lru_page(page);
 148 }
 149
 150 /*
 151  * Accounting for page isolation fail during munlock
 152  *
 153  * Performs accounting when page isolation fails in munlock. There is nothing
 154  * else to do because it means some other task has already removed the page
 155  * from the LRU. putback_lru_page() will take care of removing the page from
 156  * the unevictable list, if necessary. vmscan [page_referenced()] will move
 157  * the page back to the unevictable list if some other vma has it mlocked.
 158  */
 159 static void __munlock_isolation_failed(struct page *page)
 160 {
 161         int nr_pages = thp_nr_pages(page);
 162
 163         if (PageUnevictable(page))
 164                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSTRANDED, nr_pages);
 165         else
 166                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, nr_pages);
 167 }
 168
 169 /**
 170  * munlock_vma_page - munlock a vma page
 171  * @page: page to be unlocked, either a normal page or THP page head
 172  *
 173  * returns the size of the page as a page mask (0 for normal page,
 174  *         HPAGE_PMD_NR - 1 for THP head page)
 175  *
 176  * called from munlock()/munmap() path with page supposedly on the LRU.
 177  * When we munlock a page, because the vma where we found the page is being
 178  * munlock()ed or munmap()ed, we want to check whether other vmas hold the
 179  * page locked so that we can leave it on the unevictable lru list and not
 180  * bother vmscan with it.  However, to walk the page's rmap list in
 181  * try_to_munlock() we must isolate the page from the LRU.  If some other
 182  * task has removed the page from the LRU, we won't be able to do that.
 183  * So we clear the PageMlocked as we might not get another chance.  If we
 184  * can't isolate the page, we leave it for putback_lru_page() and vmscan
 185  * [page_referenced()/try_to_unmap()] to deal with.
 186  */
 187 unsigned int munlock_vma_page(struct page *page)
 188 {
 189         int nr_pages;
 190         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
 191
 192         /* For try_to_munlock() and to serialize with page migration */
 193         BUG_ON(!PageLocked(page));
 194
 195         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
 196
 197         /*
 198          * Serialize with any parallel __split_huge_page_refcount() which
 199          * might otherwise copy PageMlocked to part of the tail pages before
 200          * we clear it in the head page. It also stabilizes thp_nr_pages().
 201          */
 202         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
 203
 204         if (!TestClearPageMlocked(page)) {
 205                 /* Potentially, PTE-mapped THP: do not skip the rest PTEs */
 206                 nr_pages = 1;
 207                 goto unlock_out;
 208         }
 209
 210         nr_pages = thp_nr_pages(page);
 211         __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_MLOCK, -nr_pages);
 212
 213         if (__munlock_isolate_lru_page(page, true)) {
 214                 spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
 215                 __munlock_isolated_page(page);
 216                 goto out;
 217         }
 218         __munlock_isolation_failed(page);
 219
 220 unlock_out:
 221         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
 222
 223 out:
 224         return nr_pages - 1;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 229  */
 230 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 231 {
 232         if (retval == -EFAULT)
 233                 retval = -ENOMEM;
 234         else if (retval == -ENOMEM)
 235                 retval = -EAGAIN;
 236         return retval;
 237 }
 238
 239 /*
 240  * Prepare page for fast batched LRU putback via putback_lru_evictable_pagevec()
 241  *
 242  * The fast path is available only for evictable pages with single mapping.
 243  * Then we can bypass the per-cpu pvec and get better performance.
 244  * when mapcount > 1 we need try_to_munlock() which can fail.
 245  * when !page_evictable(), we need the full redo logic of putback_lru_page to
 246  * avoid leaving evictable page in unevictable list.
 247  *
 248  * In case of success, @page is added to @pvec and @pgrescued is incremented
 249  * in case that the page was previously unevictable. @page is also unlocked.
 250  */
 251 static bool __putback_lru_fast_prepare(struct page *page, struct pagevec *pvec,
 252                 int *pgrescued)
 253 {
 254         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
 255         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
 256
 257         if (page_mapcount(page) <= 1 && page_evictable(page)) {
 258                 pagevec_add(pvec, page);
 259                 if (TestClearPageUnevictable(page))
 260                         (*pgrescued)++;
 261                 unlock_page(page);
 262                 return true;
 263         }
 264
 265         return false;
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Putback multiple evictable pages to the LRU
 270  *
 271  * Batched putback of evictable pages that bypasses the per-cpu pvec. Some of
 272  * the pages might have meanwhile become unevictable but that is OK.
 273  */
 274 static void __putback_lru_fast(struct pagevec *pvec, int pgrescued)
 275 {
 276         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, pagevec_count(pvec));
 277         /*
 278          *__pagevec_lru_add() calls release_pages() so we don't call
 279          * put_page() explicitly
 280          */
 281         __pagevec_lru_add(pvec);
 282         count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, pgrescued);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Munlock a batch of pages from the same zone
 287  *
 288  * The work is split to two main phases. First phase clears the Mlocked flag
 289  * and attempts to isolate the pages, all under a single zone lru lock.
 290  * The second phase finishes the munlock only for pages where isolation
 291  * succeeded.
 292  *
 293  * Note that the pagevec may be modified during the process.
 294  */
 295 static void __munlock_pagevec(struct pagevec *pvec, struct zone *zone)
 296 {
 297         int i;
 298         int nr = pagevec_count(pvec);
 299         int delta_munlocked = -nr;
 300         struct pagevec pvec_putback;
 301         int pgrescued = 0;
 302
 303         pagevec_init(&pvec_putback);
 304
 305         /* Phase 1: page isolation */
 306         spin_lock_irq(&zone->zone_pgdat->lru_lock);
 307         for (i = 0; i < nr; i++) {
 308                 struct page *page = pvec->pages[i];
 309
 310                 if (TestClearPageMlocked(page)) {
 311                         /*
 312                          * We already have pin from follow_page_mask()
 313                          * so we can spare the get_page() here.
 314                          */
 315                         if (__munlock_isolate_lru_page(page, false))
 316                                 continue;
 317                         else
 318                                 __munlock_isolation_failed(page);
 319                 } else {
 320                         delta_munlocked++;
 321                 }
 322
 323                 /*
 324                  * We won't be munlocking this page in the next phase
 325                  * but we still need to release the follow_page_mask()
 326                  * pin. We cannot do it under lru_lock however. If it's
 327                  * the last pin, __page_cache_release() would deadlock.
 328                  */
 329                 pagevec_add(&pvec_putback, pvec->pages[i]);
 330                 pvec->pages[i] = NULL;
 331         }
 332         __mod_zone_page_state(zone, NR_MLOCK, delta_munlocked);
 333         spin_unlock_irq(&zone->zone_pgdat->lru_lock);
 334
 335         /* Now we can release pins of pages that we are not munlocking */
 336         pagevec_release(&pvec_putback);
 337
 338         /* Phase 2: page munlock */
 339         for (i = 0; i < nr; i++) {
 340                 struct page *page = pvec->pages[i];
 341
 342                 if (page) {
 343                         lock_page(page);
 344                         if (!__putback_lru_fast_prepare(page, &pvec_putback,
 345                                         &pgrescued)) {
 346                                 /*
 347                                  * Slow path. We don't want to lose the last
 348                                  * pin before unlock_page()
 349                                  */
 350                                 get_page(page); /* for putback_lru_page() */
 351                                 __munlock_isolated_page(page);
 352                                 unlock_page(page);
 353                                 put_page(page); /* from follow_page_mask() */
 354                         }
 355                 }
 356         }
 357
 358         /*
 359          * Phase 3: page putback for pages that qualified for the fast path
 360          * This will also call put_page() to return pin from follow_page_mask()
 361          */
 362         if (pagevec_count(&pvec_putback))
 363                 __putback_lru_fast(&pvec_putback, pgrescued);
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Fill up pagevec for __munlock_pagevec using pte walk
 368  *
 369  * The function expects that the struct page corresponding to @start address is
 370  * a non-TPH page already pinned and in the @pvec, and that it belongs to @zone.
 371  *
 372  * The rest of @pvec is filled by subsequent pages within the same pmd and same
 373  * zone, as long as the pte's are present and vm_normal_page() succeeds. These
 374  * pages also get pinned.
 375  *
 376  * Returns the address of the next page that should be scanned. This equals
 377  * @start + PAGE_SIZE when no page could be added by the pte walk.
 378  */
 379 static unsigned long __munlock_pagevec_fill(struct pagevec *pvec,
 380                         struct vm_area_struct *vma, struct zone *zone,
 381                         unsigned long start, unsigned long end)
 382 {
 383         pte_t *pte;
 384         spinlock_t *ptl;
 385
 386         /*
 387          * Initialize pte walk starting at the already pinned page where we
 388          * are sure that there is a pte, as it was pinned under the same
 389          * mmap_lock write op.
 390          */
 391         pte = get_locked_pte(vma->vm_mm, start, &ptl);
 392         /* Make sure we do not cross the page table boundary */
 393         end = pgd_addr_end(start, end);
 394         end = p4d_addr_end(start, end);
 395         end = pud_addr_end(start, end);
 396         end = pmd_addr_end(start, end);
 397
 398         /* The page next to the pinned page is the first we will try to get */
 399         start += PAGE_SIZE;
 400         while (start < end) {
 401                 struct page *page = NULL;
 402                 pte++;
 403                 if (pte_present(*pte))
 404                         page = vm_normal_page(vma, start, *pte);
 405                 /*
 406                  * Break if page could not be obtained or the page's node+zone does not
 407                  * match
 408                  */
 409                 if (!page || page_zone(page) != zone)
 410                         break;
 411
 412                 /*
 413                  * Do not use pagevec for PTE-mapped THP,
 414                  * munlock_vma_pages_range() will handle them.
 415                  */
 416                 if (PageTransCompound(page))
 417                         break;
 418
 419                 get_page(page);
 420                 /*
 421                  * Increase the address that will be returned *before* the
 422                  * eventual break due to pvec becoming full by adding the page
 423                  */
 424                 start += PAGE_SIZE;
 425                 if (pagevec_add(pvec, page) == 0)
 426                         break;
 427         }
 428         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 429         return start;
 430 }
 431
 432 /*
 433  * munlock_vma_pages_range() - munlock all pages in the vma range.'
 434  * @vma - vma containing range to be munlock()ed.
 435  * @start - start address in @vma of the range
 436  * @end - end of range in @vma.
 437  *
 438  *  For mremap(), munmap() and exit().
 439  *
 440  * Called with @vma VM_LOCKED.
 441  *
 442  * Returns with VM_LOCKED cleared.  Callers must be prepared to
 443  * deal with this.
 444  *
 445  * We don't save and restore VM_LOCKED here because pages are
 446  * still on lru.  In unmap path, pages might be scanned by reclaim
 447  * and re-mlocked by try_to_{munlock|unmap} before we unmap and
 448  * free them.  This will result in freeing mlocked pages.
 449  */
 450 void munlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 451                              unsigned long start, unsigned long end)
 452 {
 453         vma->vm_flags &= VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 454
 455         while (start < end) {
 456                 struct page *page;
 457                 unsigned int page_mask = 0;
 458                 unsigned long page_increm;
 459                 struct pagevec pvec;
 460                 struct zone *zone;
 461
 462                 pagevec_init(&pvec);
 463                 /*
 464                  * Although FOLL_DUMP is intended for get_dump_page(),
 465                  * it just so happens that its special treatment of the
 466                  * ZERO_PAGE (returning an error instead of doing get_page)
 467                  * suits munlock very well (and if somehow an abnormal page
 468                  * has sneaked into the range, we won't oops here: great).
 469                  */
 470                 page = follow_page(vma, start, FOLL_GET | FOLL_DUMP);
 471
 472                 if (page && !IS_ERR(page)) {
 473                         if (PageTransTail(page)) {
 474                                 VM_BUG_ON_PAGE(PageMlocked(page), page);
 475                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 476                         } else if (PageTransHuge(page)) {
 477                                 lock_page(page);
 478                                 /*
 479                                  * Any THP page found by follow_page_mask() may
 480                                  * have gotten split before reaching
 481                                  * munlock_vma_page(), so we need to compute
 482                                  * the page_mask here instead.
 483                                  */
 484                                 page_mask = munlock_vma_page(page);
 485                                 unlock_page(page);
 486                                 put_page(page); /* follow_page_mask() */
 487                         } else {
 488                                 /*
 489                                  * Non-huge pages are handled in batches via
 490                                  * pagevec. The pin from follow_page_mask()
 491                                  * prevents them from collapsing by THP.
 492                                  */
 493                                 pagevec_add(&pvec, page);
 494                                 zone = page_zone(page);
 495
 496                                 /*
 497                                  * Try to fill the rest of pagevec using fast
 498                                  * pte walk. This will also update start to
 499                                  * the next page to process. Then munlock the
 500                                  * pagevec.
 501                                  */
 502                                 start = __munlock_pagevec_fill(&pvec, vma,
 503                                                 zone, start, end);
 504                                 __munlock_pagevec(&pvec, zone);
 505                                 goto next;
 506                         }
 507                 }
 508                 page_increm = 1 + page_mask;
 509                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
 510 next:
 511                 cond_resched();
 512         }
 513 }
 514
 515 /*
 516  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 517  *
 518  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 519  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 520  * populate the ptes.
 521  *
 522  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 523  */
 524 static int mlock_fixup(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
 525         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 526 {
 527         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 528         pgoff_t pgoff;
 529         int nr_pages;
 530         int ret = 0;
 531         int lock = !!(newflags & VM_LOCKED);
 532         vm_flags_t old_flags = vma->vm_flags;
 533
 534         if (newflags == vma->vm_flags || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL) ||
 535             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm) ||
 536             vma_is_dax(vma))
 537                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 538                 goto out;
 539
 540         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 541         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, newflags, vma->anon_vma,
 542                           vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma),
 543                           vma->vm_userfaultfd_ctx);
 544         if (*prev) {
 545                 vma = *prev;
 546                 goto success;
 547         }
 548
 549         if (start != vma->vm_start) {
 550                 ret = split_vma(mm, vma, start, 1);
 551                 if (ret)
 552                         goto out;
 553         }
 554
 555         if (end != vma->vm_end) {
 556                 ret = split_vma(mm, vma, end, 0);
 557                 if (ret)
 558                         goto out;
 559         }
 560
 561 success:
 562         /*
 563          * Keep track of amount of locked VM.
 564          */
 565         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 566         if (!lock)
 567                 nr_pages = -nr_pages;
 568         else if (old_flags & VM_LOCKED)
 569                 nr_pages = 0;
 570         mm->locked_vm += nr_pages;
 571
 572         /*
 573          * vm_flags is protected by the mmap_lock held in write mode.
 574          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 575          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 576          */
 577
 578         if (lock)
 579                 vma->vm_flags = newflags;
 580         else
 581                 munlock_vma_pages_range(vma, start, end);
 582
 583 out:
 584         *prev = vma;
 585         return ret;
 586 }
 587
 588 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 589                                 vm_flags_t flags)
 590 {
 591         unsigned long nstart, end, tmp;
 592         struct vm_area_struct * vma, * prev;
 593         int error;
 594
 595         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 596         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 597         end = start + len;
 598         if (end < start)
 599                 return -EINVAL;
 600         if (end == start)
 601                 return 0;
 602         vma = find_vma(current->mm, start);
 603         if (!vma || vma->vm_start > start)
 604                 return -ENOMEM;
 605
 606         prev = vma->vm_prev;
 607         if (start > vma->vm_start)
 608                 prev = vma;
 609
 610         for (nstart = start ; ; ) {
 611                 vm_flags_t newflags = vma->vm_flags & VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 612
 613                 newflags |= flags;
 614
 615                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 616                 tmp = vma->vm_end;
 617                 if (tmp > end)
 618                         tmp = end;
 619                 error = mlock_fixup(vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 620                 if (error)
 621                         break;
 622                 nstart = tmp;
 623                 if (nstart < prev->vm_end)
 624                         nstart = prev->vm_end;
 625                 if (nstart >= end)
 626                         break;
 627
 628                 vma = prev->vm_next;
 629                 if (!vma || vma->vm_start != nstart) {
 630                         error = -ENOMEM;
 631                         break;
 632                 }
 633         }
 634         return error;
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 639  * vma pages, as return value.
 640  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 641  * is also counted.
 642  * Return value: previously mlocked page counts
 643  */
 644 static unsigned long count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 645                 unsigned long start, size_t len)
 646 {
 647         struct vm_area_struct *vma;
 648         unsigned long count = 0;
 649
 650         if (mm == NULL)
 651                 mm = current->mm;
 652
 653         vma = find_vma(mm, start);
 654         if (vma == NULL)
 655                 vma = mm->mmap;
 656
 657         for (; vma ; vma = vma->vm_next) {
 658                 if (start >= vma->vm_end)
 659                         continue;
 660                 if (start + len <=  vma->vm_start)
 661                         break;
 662                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 663                         if (start > vma->vm_start)
 664                                 count -= (start - vma->vm_start);
 665                         if (start + len < vma->vm_end) {
 666                                 count += start + len - vma->vm_start;
 667                                 break;
 668                         }
 669                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 670                 }
 671         }
 672
 673         return count >> PAGE_SHIFT;
 674 }
 675
 676 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 677 {
 678         unsigned long locked;
 679         unsigned long lock_limit;
 680         int error = -ENOMEM;
 681
 682         start = untagged_addr(start);
 683
 684         if (!can_do_mlock())
 685                 return -EPERM;
 686
 687         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 688         start &= PAGE_MASK;
 689
 690         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 691         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 692         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 693
 694         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 695                 return -EINTR;
 696
 697         locked += current->mm->locked_vm;
 698         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 699                 /*
 700                  * It is possible that the regions requested intersect with
 701                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 702                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 703                  * and adjust locked count if necessary.
 704                  */
 705                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 706                                 start, len);
 707         }
 708
 709         /* check against resource limits */
 710         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 711                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 712
 713         mmap_write_unlock(current->mm);
 714         if (error)
 715                 return error;
 716
 717         error = __mm_populate(start, len, 0);
 718         if (error)
 719                 return __mlock_posix_error_return(error);
 720         return 0;
 721 }
 722
 723 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 724 {
 725         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 726 }
 727
 728 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 729 {
 730         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 731
 732         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 733                 return -EINVAL;
 734
 735         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 736                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 737
 738         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 739 }
 740
 741 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 742 {
 743         int ret;
 744
 745         start = untagged_addr(start);
 746
 747         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 748         start &= PAGE_MASK;
 749
 750         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 751                 return -EINTR;
 752         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 753         mmap_write_unlock(current->mm);
 754
 755         return ret;
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 760  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 761  * flags for all current VMAs.
 762  *
 763  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 764  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 765  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 766  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 767  */
 768 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 769 {
 770         struct vm_area_struct * vma, * prev = NULL;
 771         vm_flags_t to_add = 0;
 772
 773         current->mm->def_flags &= VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 774         if (flags & MCL_FUTURE) {
 775                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 776
 777                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 778                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 779
 780                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 781                         goto out;
 782         }
 783
 784         if (flags & MCL_CURRENT) {
 785                 to_add |= VM_LOCKED;
 786                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 787                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 788         }
 789
 790         for (vma = current->mm->mmap; vma ; vma = prev->vm_next) {
 791                 vm_flags_t newflags;
 792
 793                 newflags = vma->vm_flags & VM_LOCKED_CLEAR_MASK;
 794                 newflags |= to_add;
 795
 796                 /* Ignore errors */
 797                 mlock_fixup(vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end, newflags);
 798                 cond_resched();
 799         }
 800 out:
 801         return 0;
 802 }
 803
 804 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 805 {
 806         unsigned long lock_limit;
 807         int ret;
 808
 809         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)) ||
 810             flags == MCL_ONFAULT)
 811                 return -EINVAL;
 812
 813         if (!can_do_mlock())
 814                 return -EPERM;
 815
 816         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 817         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 818
 819         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 820                 return -EINTR;
 821
 822         ret = -ENOMEM;
 823         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 824             capable(CAP_IPC_LOCK))
 825                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 826         mmap_write_unlock(current->mm);
 827         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 828                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 829
 830         return ret;
 831 }
 832
 833 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 834 {
 835         int ret;
 836
 837         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 838                 return -EINTR;
 839         ret = apply_mlockall_flags(0);
 840         mmap_write_unlock(current->mm);
 841         return ret;
 842 }
 843
 844 /*
 845  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 846  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 847  */
 848 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 849
 850 int user_shm_lock(size_t size, struct user_struct *user)
 851 {
 852         unsigned long lock_limit, locked;
 853         int allowed = 0;
 854
 855         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 856         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 857         if (lock_limit == RLIM_INFINITY)
 858                 allowed = 1;
 859         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 860         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 861         if (!allowed &&
 862             locked + user->locked_shm > lock_limit && !capable(CAP_IPC_LOCK))
 863                 goto out;
 864         get_uid(user);
 865         user->locked_shm += locked;
 866         allowed = 1;
 867 out:
 868         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 869         return allowed;
 870 }
 871
 872 void user_shm_unlock(size_t size, struct user_struct *user)
 873 {
 874         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 875         user->locked_shm -= (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 876         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 877         free_uid(user);
 878 }