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