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/pagewalk.h>
  18 #include <linux/mempolicy.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/rmap.h>
  23 #include <linux/mmzone.h>
  24 #include <linux/hugetlb.h>
  25 #include <linux/memcontrol.h>
  26 #include <linux/mm_inline.h>
  27 #include <linux/secretmem.h>
  28
  29 #include "internal.h"
  30
  31 struct mlock_fbatch {
  32         local_lock_t lock;
  33         struct folio_batch fbatch;
  34 };
  35
  36 static DEFINE_PER_CPU(struct mlock_fbatch, mlock_fbatch) = {
  37         .lock = INIT_LOCAL_LOCK(lock),
  38 };
  39
  40 bool can_do_mlock(void)
  41 {
  42         if (rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) != 0)
  43                 return true;
  44         if (capable(CAP_IPC_LOCK))
  45                 return true;
  46         return false;
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL(can_do_mlock);
  49
  50 /*
  51  * Mlocked folios are marked with the PG_mlocked flag for efficient testing
  52  * in vmscan and, possibly, the fault path; and to support semi-accurate
  53  * statistics.
  54  *
  55  * An mlocked folio [folio_test_mlocked(folio)] is unevictable.  As such, it
  56  * will be ostensibly placed on the LRU "unevictable" list (actually no such
  57  * list exists), rather than the [in]active lists. PG_unevictable is set to
  58  * indicate the unevictable state.
  59  */
  60
  61 static struct lruvec *__mlock_folio(struct folio *folio, struct lruvec *lruvec)
  62 {
  63         /* There is nothing more we can do while it's off LRU */
  64         if (!folio_test_clear_lru(folio))
  65                 return lruvec;
  66
  67         lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
  68
  69         if (unlikely(folio_evictable(folio))) {
  70                 /*
  71                  * This is a little surprising, but quite possible: PG_mlocked
  72                  * must have got cleared already by another CPU.  Could this
  73                  * folio be unevictable?  I'm not sure, but move it now if so.
  74                  */
  75                 if (folio_test_unevictable(folio)) {
  76                         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
  77                         folio_clear_unevictable(folio);
  78                         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
  79
  80                         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED,
  81                                           folio_nr_pages(folio));
  82                 }
  83                 goto out;
  84         }
  85
  86         if (folio_test_unevictable(folio)) {
  87                 if (folio_test_mlocked(folio))
  88                         folio->mlock_count++;
  89                 goto out;
  90         }
  91
  92         lruvec_del_folio(lruvec, folio);
  93         folio_clear_active(folio);
  94         folio_set_unevictable(folio);
  95         folio->mlock_count = !!folio_test_mlocked(folio);
  96         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
  97         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCULLED, folio_nr_pages(folio));
  98 out:
  99         folio_set_lru(folio);
 100         return lruvec;
 101 }
 102
 103 static struct lruvec *__mlock_new_folio(struct folio *folio, struct lruvec *lruvec)
 104 {
 105         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
 106
 107         lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
 108
 109         /* As above, this is a little surprising, but possible */
 110         if (unlikely(folio_evictable(folio)))
 111                 goto out;
 112
 113         folio_set_unevictable(folio);
 114         folio->mlock_count = !!folio_test_mlocked(folio);
 115         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGCULLED, folio_nr_pages(folio));
 116 out:
 117         lruvec_add_folio(lruvec, folio);
 118         folio_set_lru(folio);
 119         return lruvec;
 120 }
 121
 122 static struct lruvec *__munlock_folio(struct folio *folio, struct lruvec *lruvec)
 123 {
 124         int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 125         bool isolated = false;
 126
 127         if (!folio_test_clear_lru(folio))
 128                 goto munlock;
 129
 130         isolated = true;
 131         lruvec = folio_lruvec_relock_irq(folio, lruvec);
 132
 133         if (folio_test_unevictable(folio)) {
 134                 /* Then mlock_count is maintained, but might undercount */
 135                 if (folio->mlock_count)
 136                         folio->mlock_count--;
 137                 if (folio->mlock_count)
 138                         goto out;
 139         }
 140         /* else assume that was the last mlock: reclaim will fix it if not */
 141
 142 munlock:
 143         if (folio_test_clear_mlocked(folio)) {
 144                 __zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, -nr_pages);
 145                 if (isolated || !folio_test_unevictable(folio))
 146                         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMUNLOCKED, nr_pages);
 147                 else
 148                         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGSTRANDED, nr_pages);
 149         }
 150
 151         /* folio_evictable() has to be checked *after* clearing Mlocked */
 152         if (isolated && folio_test_unevictable(folio) && folio_evictable(folio)) {
 153                 lruvec_del_folio(lruvec, folio);
 154                 folio_clear_unevictable(folio);
 155                 lruvec_add_folio(lruvec, folio);
 156                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGRESCUED, nr_pages);
 157         }
 158 out:
 159         if (isolated)
 160                 folio_set_lru(folio);
 161         return lruvec;
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Flags held in the low bits of a struct folio pointer on the mlock_fbatch.
 166  */
 167 #define LRU_FOLIO 0x1
 168 #define NEW_FOLIO 0x2
 169 static inline struct folio *mlock_lru(struct folio *folio)
 170 {
 171         return (struct folio *)((unsigned long)folio + LRU_FOLIO);
 172 }
 173
 174 static inline struct folio *mlock_new(struct folio *folio)
 175 {
 176         return (struct folio *)((unsigned long)folio + NEW_FOLIO);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * mlock_folio_batch() is derived from folio_batch_move_lru(): perhaps that can
 181  * make use of such folio pointer flags in future, but for now just keep it for
 182  * mlock.  We could use three separate folio batches instead, but one feels
 183  * better (munlocking a full folio batch does not need to drain mlocking folio
 184  * batches first).
 185  */
 186 static void mlock_folio_batch(struct folio_batch *fbatch)
 187 {
 188         struct lruvec *lruvec = NULL;
 189         unsigned long mlock;
 190         struct folio *folio;
 191         int i;
 192
 193         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++) {
 194                 folio = fbatch->folios[i];
 195                 mlock = (unsigned long)folio & (LRU_FOLIO | NEW_FOLIO);
 196                 folio = (struct folio *)((unsigned long)folio - mlock);
 197                 fbatch->folios[i] = folio;
 198
 199                 if (mlock & LRU_FOLIO)
 200                         lruvec = __mlock_folio(folio, lruvec);
 201                 else if (mlock & NEW_FOLIO)
 202                         lruvec = __mlock_new_folio(folio, lruvec);
 203                 else
 204                         lruvec = __munlock_folio(folio, lruvec);
 205         }
 206
 207         if (lruvec)
 208                 unlock_page_lruvec_irq(lruvec);
 209         folios_put(fbatch->folios, folio_batch_count(fbatch));
 210         folio_batch_reinit(fbatch);
 211 }
 212
 213 void mlock_drain_local(void)
 214 {
 215         struct folio_batch *fbatch;
 216
 217         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 218         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 219         if (folio_batch_count(fbatch))
 220                 mlock_folio_batch(fbatch);
 221         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 222 }
 223
 224 void mlock_drain_remote(int cpu)
 225 {
 226         struct folio_batch *fbatch;
 227
 228         WARN_ON_ONCE(cpu_online(cpu));
 229         fbatch = &per_cpu(mlock_fbatch.fbatch, cpu);
 230         if (folio_batch_count(fbatch))
 231                 mlock_folio_batch(fbatch);
 232 }
 233
 234 bool need_mlock_drain(int cpu)
 235 {
 236         return folio_batch_count(&per_cpu(mlock_fbatch.fbatch, cpu));
 237 }
 238
 239 /**
 240  * mlock_folio - mlock a folio already on (or temporarily off) LRU
 241  * @folio: folio to be mlocked.
 242  */
 243 void mlock_folio(struct folio *folio)
 244 {
 245         struct folio_batch *fbatch;
 246
 247         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 248         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 249
 250         if (!folio_test_set_mlocked(folio)) {
 251                 int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 252
 253                 zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, nr_pages);
 254                 __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 255         }
 256
 257         folio_get(folio);
 258         if (!folio_batch_add(fbatch, mlock_lru(folio)) ||
 259             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 260                 mlock_folio_batch(fbatch);
 261         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 262 }
 263
 264 /**
 265  * mlock_new_folio - mlock a newly allocated folio not yet on LRU
 266  * @folio: folio to be mlocked, either normal or a THP head.
 267  */
 268 void mlock_new_folio(struct folio *folio)
 269 {
 270         struct folio_batch *fbatch;
 271         int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
 272
 273         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 274         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 275         folio_set_mlocked(folio);
 276
 277         zone_stat_mod_folio(folio, NR_MLOCK, nr_pages);
 278         __count_vm_events(UNEVICTABLE_PGMLOCKED, nr_pages);
 279
 280         folio_get(folio);
 281         if (!folio_batch_add(fbatch, mlock_new(folio)) ||
 282             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 283                 mlock_folio_batch(fbatch);
 284         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 285 }
 286
 287 /**
 288  * munlock_folio - munlock a folio
 289  * @folio: folio to be munlocked, either normal or a THP head.
 290  */
 291 void munlock_folio(struct folio *folio)
 292 {
 293         struct folio_batch *fbatch;
 294
 295         local_lock(&mlock_fbatch.lock);
 296         fbatch = this_cpu_ptr(&mlock_fbatch.fbatch);
 297         /*
 298          * folio_test_clear_mlocked(folio) must be left to __munlock_folio(),
 299          * which will check whether the folio is multiply mlocked.
 300          */
 301         folio_get(folio);
 302         if (!folio_batch_add(fbatch, folio) ||
 303             folio_test_large(folio) || lru_cache_disabled())
 304                 mlock_folio_batch(fbatch);
 305         local_unlock(&mlock_fbatch.lock);
 306 }
 307
 308 static int mlock_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 309                            unsigned long end, struct mm_walk *walk)
 310
 311 {
 312         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
 313         spinlock_t *ptl;
 314         pte_t *start_pte, *pte;
 315         struct folio *folio;
 316
 317         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
 318         if (ptl) {
 319                 if (!pmd_present(*pmd))
 320                         goto out;
 321                 if (is_huge_zero_pmd(*pmd))
 322                         goto out;
 323                 folio = page_folio(pmd_page(*pmd));
 324                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 325                         mlock_folio(folio);
 326                 else
 327                         munlock_folio(folio);
 328                 goto out;
 329         }
 330
 331         start_pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 332         for (pte = start_pte; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
 333                 if (!pte_present(*pte))
 334                         continue;
 335                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, *pte);
 336                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
 337                         continue;
 338                 if (folio_test_large(folio))
 339                         continue;
 340                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 341                         mlock_folio(folio);
 342                 else
 343                         munlock_folio(folio);
 344         }
 345         pte_unmap(start_pte);
 346 out:
 347         spin_unlock(ptl);
 348         cond_resched();
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 /*
 353  * mlock_vma_pages_range() - mlock any pages already in the range,
 354  *                           or munlock all pages in the range.
 355  * @vma - vma containing range to be mlock()ed or munlock()ed
 356  * @start - start address in @vma of the range
 357  * @end - end of range in @vma
 358  * @newflags - the new set of flags for @vma.
 359  *
 360  * Called for mlock(), mlock2() and mlockall(), to set @vma VM_LOCKED;
 361  * called for munlock() and munlockall(), to clear VM_LOCKED from @vma.
 362  */
 363 static void mlock_vma_pages_range(struct vm_area_struct *vma,
 364         unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 365 {
 366         static const struct mm_walk_ops mlock_walk_ops = {
 367                 .pmd_entry = mlock_pte_range,
 368         };
 369
 370         /*
 371          * There is a slight chance that concurrent page migration,
 372          * or page reclaim finding a page of this now-VM_LOCKED vma,
 373          * will call mlock_vma_folio() and raise page's mlock_count:
 374          * double counting, leaving the page unevictable indefinitely.
 375          * Communicate this danger to mlock_vma_folio() with VM_IO,
 376          * which is a VM_SPECIAL flag not allowed on VM_LOCKED vmas.
 377          * mmap_lock is held in write mode here, so this weird
 378          * combination should not be visible to other mmap_lock users;
 379          * but WRITE_ONCE so rmap walkers must see VM_IO if VM_LOCKED.
 380          */
 381         if (newflags & VM_LOCKED)
 382                 newflags |= VM_IO;
 383         vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 384
 385         lru_add_drain();
 386         walk_page_range(vma->vm_mm, start, end, &mlock_walk_ops, NULL);
 387         lru_add_drain();
 388
 389         if (newflags & VM_IO) {
 390                 newflags &= ~VM_IO;
 391                 vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 392         }
 393 }
 394
 395 /*
 396  * mlock_fixup  - handle mlock[all]/munlock[all] requests.
 397  *
 398  * Filters out "special" vmas -- VM_LOCKED never gets set for these, and
 399  * munlock is a no-op.  However, for some special vmas, we go ahead and
 400  * populate the ptes.
 401  *
 402  * For vmas that pass the filters, merge/split as appropriate.
 403  */
 404 static int mlock_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
 405                struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
 406                unsigned long end, vm_flags_t newflags)
 407 {
 408         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 409         pgoff_t pgoff;
 410         int nr_pages;
 411         int ret = 0;
 412         vm_flags_t oldflags = vma->vm_flags;
 413
 414         if (newflags == oldflags || (oldflags & VM_SPECIAL) ||
 415             is_vm_hugetlb_page(vma) || vma == get_gate_vma(current->mm) ||
 416             vma_is_dax(vma) || vma_is_secretmem(vma))
 417                 /* don't set VM_LOCKED or VM_LOCKONFAULT and don't count */
 418                 goto out;
 419
 420         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 421         *prev = vma_merge(vmi, mm, *prev, start, end, newflags,
 422                         vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma),
 423                         vma->vm_userfaultfd_ctx, anon_vma_name(vma));
 424         if (*prev) {
 425                 vma = *prev;
 426                 goto success;
 427         }
 428
 429         if (start != vma->vm_start) {
 430                 ret = split_vma(vmi, vma, start, 1);
 431                 if (ret)
 432                         goto out;
 433         }
 434
 435         if (end != vma->vm_end) {
 436                 ret = split_vma(vmi, vma, end, 0);
 437                 if (ret)
 438                         goto out;
 439         }
 440
 441 success:
 442         /*
 443          * Keep track of amount of locked VM.
 444          */
 445         nr_pages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 446         if (!(newflags & VM_LOCKED))
 447                 nr_pages = -nr_pages;
 448         else if (oldflags & VM_LOCKED)
 449                 nr_pages = 0;
 450         mm->locked_vm += nr_pages;
 451
 452         /*
 453          * vm_flags is protected by the mmap_lock held in write mode.
 454          * It's okay if try_to_unmap_one unmaps a page just after we
 455          * set VM_LOCKED, populate_vma_page_range will bring it back.
 456          */
 457
 458         if ((newflags & VM_LOCKED) && (oldflags & VM_LOCKED)) {
 459                 /* No work to do, and mlocking twice would be wrong */
 460                 vm_flags_reset(vma, newflags);
 461         } else {
 462                 mlock_vma_pages_range(vma, start, end, newflags);
 463         }
 464 out:
 465         *prev = vma;
 466         return ret;
 467 }
 468
 469 static int apply_vma_lock_flags(unsigned long start, size_t len,
 470                                 vm_flags_t flags)
 471 {
 472         unsigned long nstart, end, tmp;
 473         struct vm_area_struct *vma, *prev;
 474         int error;
 475         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
 476
 477         VM_BUG_ON(offset_in_page(start));
 478         VM_BUG_ON(len != PAGE_ALIGN(len));
 479         end = start + len;
 480         if (end < start)
 481                 return -EINVAL;
 482         if (end == start)
 483                 return 0;
 484         vma = vma_iter_load(&vmi);
 485         if (!vma)
 486                 return -ENOMEM;
 487
 488         prev = vma_prev(&vmi);
 489         if (start > vma->vm_start)
 490                 prev = vma;
 491
 492         nstart = start;
 493         tmp = vma->vm_start;
 494         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 495                 vm_flags_t newflags;
 496
 497                 if (vma->vm_start != tmp)
 498                         return -ENOMEM;
 499
 500                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 501                 newflags |= flags;
 502                 /* Here we know that  vma->vm_start <= nstart < vma->vm_end. */
 503                 tmp = vma->vm_end;
 504                 if (tmp > end)
 505                         tmp = end;
 506                 error = mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
 507                 if (error)
 508                         break;
 509                 nstart = tmp;
 510         }
 511
 512         if (vma_iter_end(&vmi) < end)
 513                 return -ENOMEM;
 514
 515         return error;
 516 }
 517
 518 /*
 519  * Go through vma areas and sum size of mlocked
 520  * vma pages, as return value.
 521  * Note deferred memory locking case(mlock2(,,MLOCK_ONFAULT)
 522  * is also counted.
 523  * Return value: previously mlocked page counts
 524  */
 525 static unsigned long count_mm_mlocked_page_nr(struct mm_struct *mm,
 526                 unsigned long start, size_t len)
 527 {
 528         struct vm_area_struct *vma;
 529         unsigned long count = 0;
 530         unsigned long end;
 531         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
 532
 533         /* Don't overflow past ULONG_MAX */
 534         if (unlikely(ULONG_MAX - len < start))
 535                 end = ULONG_MAX;
 536         else
 537                 end = start + len;
 538
 539         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
 540                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 541                         if (start > vma->vm_start)
 542                                 count -= (start - vma->vm_start);
 543                         if (end < vma->vm_end) {
 544                                 count += end - vma->vm_start;
 545                                 break;
 546                         }
 547                         count += vma->vm_end - vma->vm_start;
 548                 }
 549         }
 550
 551         return count >> PAGE_SHIFT;
 552 }
 553
 554 /*
 555  * convert get_user_pages() return value to posix mlock() error
 556  */
 557 static int __mlock_posix_error_return(long retval)
 558 {
 559         if (retval == -EFAULT)
 560                 retval = -ENOMEM;
 561         else if (retval == -ENOMEM)
 562                 retval = -EAGAIN;
 563         return retval;
 564 }
 565
 566 static __must_check int do_mlock(unsigned long start, size_t len, vm_flags_t flags)
 567 {
 568         unsigned long locked;
 569         unsigned long lock_limit;
 570         int error = -ENOMEM;
 571
 572         start = untagged_addr(start);
 573
 574         if (!can_do_mlock())
 575                 return -EPERM;
 576
 577         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 578         start &= PAGE_MASK;
 579
 580         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 581         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 582         locked = len >> PAGE_SHIFT;
 583
 584         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 585                 return -EINTR;
 586
 587         locked += current->mm->locked_vm;
 588         if ((locked > lock_limit) && (!capable(CAP_IPC_LOCK))) {
 589                 /*
 590                  * It is possible that the regions requested intersect with
 591                  * previously mlocked areas, that part area in "mm->locked_vm"
 592                  * should not be counted to new mlock increment count. So check
 593                  * and adjust locked count if necessary.
 594                  */
 595                 locked -= count_mm_mlocked_page_nr(current->mm,
 596                                 start, len);
 597         }
 598
 599         /* check against resource limits */
 600         if ((locked <= lock_limit) || capable(CAP_IPC_LOCK))
 601                 error = apply_vma_lock_flags(start, len, flags);
 602
 603         mmap_write_unlock(current->mm);
 604         if (error)
 605                 return error;
 606
 607         error = __mm_populate(start, len, 0);
 608         if (error)
 609                 return __mlock_posix_error_return(error);
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 SYSCALL_DEFINE2(mlock, unsigned long, start, size_t, len)
 614 {
 615         return do_mlock(start, len, VM_LOCKED);
 616 }
 617
 618 SYSCALL_DEFINE3(mlock2, unsigned long, start, size_t, len, int, flags)
 619 {
 620         vm_flags_t vm_flags = VM_LOCKED;
 621
 622         if (flags & ~MLOCK_ONFAULT)
 623                 return -EINVAL;
 624
 625         if (flags & MLOCK_ONFAULT)
 626                 vm_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 627
 628         return do_mlock(start, len, vm_flags);
 629 }
 630
 631 SYSCALL_DEFINE2(munlock, unsigned long, start, size_t, len)
 632 {
 633         int ret;
 634
 635         start = untagged_addr(start);
 636
 637         len = PAGE_ALIGN(len + (offset_in_page(start)));
 638         start &= PAGE_MASK;
 639
 640         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 641                 return -EINTR;
 642         ret = apply_vma_lock_flags(start, len, 0);
 643         mmap_write_unlock(current->mm);
 644
 645         return ret;
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Take the MCL_* flags passed into mlockall (or 0 if called from munlockall)
 650  * and translate into the appropriate modifications to mm->def_flags and/or the
 651  * flags for all current VMAs.
 652  *
 653  * There are a couple of subtleties with this.  If mlockall() is called multiple
 654  * times with different flags, the values do not necessarily stack.  If mlockall
 655  * is called once including the MCL_FUTURE flag and then a second time without
 656  * it, VM_LOCKED and VM_LOCKONFAULT will be cleared from mm->def_flags.
 657  */
 658 static int apply_mlockall_flags(int flags)
 659 {
 660         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, 0);
 661         struct vm_area_struct *vma, *prev = NULL;
 662         vm_flags_t to_add = 0;
 663
 664         current->mm->def_flags &= ~VM_LOCKED_MASK;
 665         if (flags & MCL_FUTURE) {
 666                 current->mm->def_flags |= VM_LOCKED;
 667
 668                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 669                         current->mm->def_flags |= VM_LOCKONFAULT;
 670
 671                 if (!(flags & MCL_CURRENT))
 672                         goto out;
 673         }
 674
 675         if (flags & MCL_CURRENT) {
 676                 to_add |= VM_LOCKED;
 677                 if (flags & MCL_ONFAULT)
 678                         to_add |= VM_LOCKONFAULT;
 679         }
 680
 681         for_each_vma(vmi, vma) {
 682                 vm_flags_t newflags;
 683
 684                 newflags = vma->vm_flags & ~VM_LOCKED_MASK;
 685                 newflags |= to_add;
 686
 687                 /* Ignore errors */
 688                 mlock_fixup(&vmi, vma, &prev, vma->vm_start, vma->vm_end,
 689                             newflags);
 690                 cond_resched();
 691         }
 692 out:
 693         return 0;
 694 }
 695
 696 SYSCALL_DEFINE1(mlockall, int, flags)
 697 {
 698         unsigned long lock_limit;
 699         int ret;
 700
 701         if (!flags || (flags & ~(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT)) ||
 702             flags == MCL_ONFAULT)
 703                 return -EINVAL;
 704
 705         if (!can_do_mlock())
 706                 return -EPERM;
 707
 708         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 709         lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 710
 711         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 712                 return -EINTR;
 713
 714         ret = -ENOMEM;
 715         if (!(flags & MCL_CURRENT) || (current->mm->total_vm <= lock_limit) ||
 716             capable(CAP_IPC_LOCK))
 717                 ret = apply_mlockall_flags(flags);
 718         mmap_write_unlock(current->mm);
 719         if (!ret && (flags & MCL_CURRENT))
 720                 mm_populate(0, TASK_SIZE);
 721
 722         return ret;
 723 }
 724
 725 SYSCALL_DEFINE0(munlockall)
 726 {
 727         int ret;
 728
 729         if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
 730                 return -EINTR;
 731         ret = apply_mlockall_flags(0);
 732         mmap_write_unlock(current->mm);
 733         return ret;
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Objects with different lifetime than processes (SHM_LOCK and SHM_HUGETLB
 738  * shm segments) get accounted against the user_struct instead.
 739  */
 740 static DEFINE_SPINLOCK(shmlock_user_lock);
 741
 742 int user_shm_lock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 743 {
 744         unsigned long lock_limit, locked;
 745         long memlock;
 746         int allowed = 0;
 747
 748         locked = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 749         lock_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK);
 750         if (lock_limit != RLIM_INFINITY)
 751                 lock_limit >>= PAGE_SHIFT;
 752         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 753         memlock = inc_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 754
 755         if ((memlock == LONG_MAX || memlock > lock_limit) && !capable(CAP_IPC_LOCK)) {
 756                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 757                 goto out;
 758         }
 759         if (!get_ucounts(ucounts)) {
 760                 dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, locked);
 761                 allowed = 0;
 762                 goto out;
 763         }
 764         allowed = 1;
 765 out:
 766         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 767         return allowed;
 768 }
 769
 770 void user_shm_unlock(size_t size, struct ucounts *ucounts)
 771 {
 772         spin_lock(&shmlock_user_lock);
 773         dec_rlimit_ucounts(ucounts, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK, (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT);
 774         spin_unlock(&shmlock_user_lock);
 775         put_ucounts(ucounts);
 776 }